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Tese de Doutorado
Documento
Autor
Nome completo
Evandro Armini de Pauli
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2017
Orientador
Banca examinadora
Brandi, Sérgio Duarte (Presidente)
Ramalho, José Pinto
Aoki, Idalina Vieira
Monlevade, Eduardo Franco de
Souza, Paulo Cézar Rioli Duarte de
Título em português
Estudo da soldabilidade do aço inoxidável Lean Duplex UNS S82441 utilizando o processo MIG/MAG com diferentes energias de soldagem.
Palavras-chave em português
Aço inoxidável
Soldagem
Resumo em português
Os aços inoxidáveis duplex são ligas Fe-Cr-Ni-Mo, apresentando em sua maioria também o N, como elemento de liga, substituindo parcialmente o níquel. Possuem uma microestrutura balanceada, composta de 50% de ferrita (?) e 50% de austenita (?), aproximadamente. Combinam elevadas propriedades mecânicas associadas a excelente resistência à corrosão. Estes aços são classificados conforme a sua composição química. Uma classe recente são os aços duplex baixa liga (lean duplex), que possuem teores de Ni e Mo reduzidos. A soldabilidade dos aços duplex baixa liga, como o UNS S82441, é pior que a dos austeníticos e que alguns aços duplex de outras classes. O presente trabalho tem como objetivo estudar a influência da variação da energia de soldagem na soldabilidade do aço inoxidável duplex UNS S82441, variando-se a energia de soldagem. Foi utilizado o processo MIG/MAG (Metal inerte gás / metal ativo gás) na realização de cordões de solda em chapas com 100 x 300 x 6,1 mm. O metal de adição empregado foi o ER2209 segundo a norma AWS A5.9 e gás de proteção com 98%Ar + 2%O2, com energias de soldagem de 0,85; 1,07 e 1,34 kJ/mm. As juntas soldadas e o metal de base foram caracterizados microestruturalmente utilizando técnicas como: Microscopia Óptica (MO), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Metalografia Quantitativa, Difração de Raios-X, Análise por Difração de Elétrons Retroespalhados (EBSD), Análise por Calorimetria Diferencial e Análise por Dilatometria. As juntas e o metal de base foram caracterizados com relação as suas propriedades mecânicas e de resistência a corrosão com os seguintes ensaios: Ensaio de Microdureza, Ensaio de impacto Charpy V e Ensaio de Corrosão pela técnica de varredura de eletrodo em vibração (Scanning Vibrating Electrode Technique - SVET). Através da análise de imagens com o Microscópio Óptico notou-se a precipitação de austenita de diferentes tipos: alotriomorfa, de Widmanstatten e intragranular e um desbalanceamento da microestrutura para todas as energias de soldagem. O MEV comprovou a existência de fases secundárias, previstas pelo programa do Thermo-calc®. Foram observados maiores valores de microdureza da ferrita e da austenita na zona afetada pelo calor e na zona fundida para o caso em que foi empregado baixa energia de soldagem. A resistência à corrosão destes corpos de prova foi analisada utilizando-se a técnica local de Varredura com Eletrodo Vibratório (SVET). Foi observado que a variação da energia de soldagem influencia de maneira distinta, ao longo do tempo de exposição dos corpos de prova, a corrosão nas diferentes zonas em torno dos cordões de solda. Inicialmente, o cordão de solda com energia de soldagem menor, foi o que sofreu maior intensidade de corrosão e o de maior energia de soldagem, a menor intensidade de corrosão. O cordão de solda de energia intermediária, após 10 horas, foi o que sofreu maior intensidade de corrosão.
Título em inglês
Study of the weldability of lean duplex stainless steel UNS S82441 using the MIG/MAG process with different welding energies.
Palavras-chave em inglês
GMAW-p
Lean duplex stainless steel
Weldability
Welding heat input
Resumo em inglês
Duplex stainless steels are Fe-Cr-Ni-Mo-C alloys, which have a balanced microstructure composed of 50% of ferrite and 50% of austenite, approximately. They combine good mechanical properties and excellent corrosion resistance. These steels are classified according to their chemical composition. A recent class is the lean duplex stainless steels having lower content of Ni and Mo. The weldability of lean duplex steels, like UNS S82441, is worse than that of austenitic and duplex steels of different types. The objective of this work is to study the influence of the variation in welding heat input on lean duplex stainless steel UNS S82441 weldability. GMAW (Gas Metal Arc Welding) was used to weld plates with 100 x 300 x 6.1 mm. The filler metal was ER2209 according to AWS standard A5.9; and shielding gas with 98% Ar + 2% O2 using welding heat inputs of 0.71; 0.98 and 1.42 kJ/mm. Welded joints and base metal were microstructurally characterized using techniques such as optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM), quantitative metallography, X-rays diffraction of, analysis by backscattered electrons diffraction (EBSD), analysis by differential calorimetry s and dilatometry . The joints and the base metal were characterized with respect to their mechanical properties and corrosion resistance using the following tests: Microhardness test, Charpy V Impact test and corrosion test by Scanning Vibrating Electrode Technique (SVET). Through image analysis with an Optical Microscope it was observed that there was an unbalanced microstructure for all welding heat inputs. The SEM showed the existence of secondary phases, confirmed by X-rays diffraction and by the Thermo-calc® program. Higher values of ferrite and austenite microhardness were observed in the heat affected zone and in the fusion zone in the case where low welding energy was used. The corrosion resistance of these specimens was analyzed using the local Vibratory Electrode Scanning Technique (SVET). It was observed that the variation of the welding heat input influences the corrosion in the different zones around the weld beads, during the time of exposure of the specimens. The weld bead with the lowest welding heat input was the one that suffered the highest corrosion intensity and the sample welded with the highest welding energy presented the lowest corrosion intensity.
 
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Data de Publicação
2018-03-13
 
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