Estudo da relação microestrutura/propriedades mecânicas e tratamento térmico dos aços inoxidáveis austeníticos AISI 316l e 317l soldados pelo processo GTAW, em termos de ferrita delta
Abstract
Steel production is estimated to be over of 1,500 million tons per year. Among them, stainless steels stand out, having as one of their main characteristics the corrosion resistance, especially in aggressive environments. As with most steel alloys, stainless steels are classified according to their chemical composition, with austenitic stainless steels accounting for the largest manufacturing share among the category. Its choice is given due to the excellent properties, highlighting its corrosion resistance, toughness, weldability, etc. As one of the most employed, stainless steels are processed in different ways into the industry, with welding being one of the main ones. Different processes as well as different alloying elements provide to each type of steel a different property, since it has direct influence with its microstructure. It is known that austenitic stainless steels have a predominantly austenitic microstructure, but during solidification due to microsegregation of elements it can be altered. One of the main phases formed during solidification in austenitic stainless steels is known as delta ferrite, derived from the segregation of ferrite stabilizing elements. This phase tends to minimize the susceptibility of hot cracks during the solidification, as well as to increase the mechanical resistance, but to the detriment of the ductility, being one of the main mechanisms for the precipitation of intermetallic phases, like sigma phase, that has its precipitation accelerated by the presence of delta ferrite formations and is considered a deleterious phase, as it decreases the resistance and ductility parameters of the materials. This work analyzed the behavior of two distinct stainless steels, AISI 316L and 317L, in order to know the effects of these phases, as well as their nucleation mechanisms. May be concluded that the presence of stabilizing elements of ferrite, chromium and molybdenum, tend to accelerate the precipitation of the sigma phase at 850°C, as well as to delay the dissolution of the delta ferrite in the solution annealing condition, 1080°C. It is also observed that in the presence of these phases the material has its tensile strength increased, but with ductility reduction.
Summary
Estima-se que a produção de aço seja superior a 1.500 milhões de toneladas. Dentre eles destacam-se os inoxidáveis, tendo como uma de suas principais características a resistência à corrosão, especialmente em ambientes agressivos. Assim como a maioria das ligas metálicas os aços inoxidáveis são classificados de acordo com sua composição química, sendo os aços inoxidáveis austeníticos os responsáveis pela maior parcela de fabricação dentre a categoria. Sua escolha é dada devido as excelentes propriedades, destacando, sua resistência à corrosão, à oxidação, tenacidade, soldabilidade, entre outras. Como um dos mais empregados, os aços inoxidáveis são processados de inúmeras maneiras na indústria, sendo a soldagem uma das principais. Diferentes processamentos, bem como diferentes elementos de liga fornecem a cada tipo de aço uma propriedade diferente, visto que esta tem influência direta com sua microestrutura. Sabe-se que aços inoxidáveis austeníticos possuem microestrutura predominantemente austenítica, porém durante a solidificação devido à microssegregação de elementos ela pode ser alterada. Uma das principais fases formadas durante a solidificação em aços inoxidáveis austeníticos é a ferrita delta, derivada da segregação de elementos estabilizadores da ferrita. Esta fase tende a minimizar a susceptibilidade de trincas a quente durante a solidificação, bem como aumentar a resistência mecânica, porém em detrimento a ductilidade, sendo ainda um dos principais mecanismos para a precipitação de fases intermetálicas, como a sigma, que tem sua precipitação acelerada quando da presença de formações de ferrita delta e é considerada uma fase deletéria, por diminuir os parâmetros de resistência e ductilidade dos materiais. Este trabalho analisou o comportamento de dois aços inoxidáveis distintos, AISI 316L e 317L, a fim de conhecer os efeitos destas fases, bem como seus mecanismos de nucleação. Conclui-se que a presença de elementos estabilizadores da ferrita, cromo e molibdênio, tendem a acelerar a precipitação da fase sigma a 850°C, bem como retardar a redução da ferrita delta na condição solubilizado, 1080°C. Observando-se ainda que na presença destas fases o material tem seu limite de resistência aumentado, porém com diminuição da ductilidade.
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
Citation
ALTIERI, Welder Michael. Estudo da relação microestrutura/propriedades mecânicas e tratamento térmico dos aços inoxidáveis austeníticos AISI 316l e 317l soldados pelo processo GTAW, em termos de ferrita delta. 2016. 139 f. Dissertação (Engenharia de Materiais) - Universidade Presbiteriana Mackenzie, São Paulo .
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