O aço inoxidável austenítico AISI 316L é empregado na indústria petroquímica na fabricação de tubulações de processo e em vasos de pressão. Esta escolha se deve a boa combinação de propriedades, tais como resistência à corrosão e à oxidação, resistência mecânica a quente, trabalhabilidade e soldabilidade, entretanto, quando submetidos a campanhas prolongadas em alta temperatura ocorrem alterações microestruturais que impactam diretamente no desempenho do componente, e portanto, torna-se de fundamental importância o conhecimento das alterações microestruturais ocorridas em serviço e seus efeitos nas propriedades mecânicas e na resistência à corrosão do aço. No presente trabalho, foram analisadas amostras de um tubo soldado de aço inoxidável austenítico AISI 316L com diâmetro nominal de 8 polegadas exposto por cerca de 100.700 horas a 640 ºC, em um reator de uma planta petroquímica. As modificações na microestrutura, nas propriedades mecânicas e na resistência à corrosão foram investigadas com várias técnicas complementares tais como microscopia óptica e eletrônica de varredura (com microanálise química das fases por dispersão de energia), difração de raios X, ensaios mecânicos de dureza Vickers, de tração e de impacto (Charpy), e ensaios de corrosão para verificação de sensitização (Prática "A", ASTM A262). Intensa precipitação da fase sigma ocorreu nos contornos de grão e praticamente toda a ferrita delta , inicialmente presente no interior dos grãos, desapareceu, dando origem à fase sigma. Também existem fortes indícios da presença de M23C6 e fase de laves Fe2Mo principalmente no interior dos grãos. A precipitação causou aumento na dureza, nos limites de escoamento e de resistência e diminuição na ductilidade, na tenacidade e na resistência à corrosão intergranular. Tratamento térmico de solubilização realizado a 1050 ºC com duração de 120 minutos foi suficiente para dissolver os precipitados e reconstituir completamente a microestrutura austenítica.

AISI 316L austenitic stainless steel is used in the petrochemical industry in the manufacture of process pipes and pressure vessels. This choice is due to the good combination of properties, such as corrosion and oxidation resistance, hot mechanical strength, workability and weldability. However, when subjected to prolonged high temperature campaigns microstructural changes occur that directly affect the performance of the component, and therefore, it becomes of fundamental importance the knowledge of the microstructural changes occurred in service and its effects on the mechanical properties and corrosion resistance of the steel. In the present work, a welded pipe of AISI 316L austenitic stainless steel with nominal diameter of 8 inches exposed for about 100,700 hours at 640 °C in a reactor of a petrochemical plant was analyzed. Modifications in microstructure, mechanical properties and corrosion resistance have been investigated with various complementary techniques such as optical and scanning electron microscopy (with energy dispersive X-ray spectroscopy), X-ray diffraction, Vickers hardness, tension and impact (Charpy) mechanical tests and for corrosion test to check susceptibility to intergranular attack (Practice "A", ASTM A262). Intense precipitation of sigma phase occurred at the austenitic grain boundaries and practically all delta ferrite , initially present in the interior of the grains, vanished giving origin to sigma phase. There are also some strong indications of the presence of M23C6 and Laves phase Fe2Mo mainly in the interior of the grains. Precipitation caused increased hardness, yield strength and ultimate tensile strength (UTS), and decreased ductility, toughness and intergranular corrosion resistance. Solution annealing heat treatment performed at 1050 ºC lasting 120 minutes was sufficient to dissolve the precipitates and completely reconstitute the austenitic microstructure.