Simulação física da ZTA de aços inoxidáveis lean duplex 2101 e 2404 em sistema Gleeble®: evolução microestrutural e resistência à corrosão
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Data de Publicação: | 2022 |
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Texto Completo: | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/17332 |
Resumo: | In this study, physical simulations of welding thermal cycles were performed to evaluate the microstructural evolution and corrosion resistance of the heat-affected zones (ZTAs) of lean duplex stainless steels (LDSSs) 2101 and 2404 using the Gleeble® thermomechanical system. The simulations were performed under two conditions: i) peak temperature of 1350 °C, dwell time of 3 seconds, cooling rates of 200, 100, 50, 20 and 10 °C/s up to 800 °C and subsequent cooling to room temperature; and ii) peak temperature of 1050 °C, dwell time of 120 seconds and cooling rates of 5 and 1 °C/s with cooling to room temperature. The results obtained show that the cooling rates of 200 to 10 °C/s caused microstructural changes with the formation of different austenite morphologies, while for the rates of 5 and 1 °C/s the microstructures were composed of ferrite and austenite phases. The cooling rates of 200 and 100 °C/s were the conditions where both materials showed the highest presence of Cr nitrides and carbides. Although the precipitation of deleterious phases occurred, the degree of Cr depletion remained below 1%, except for the 200 °C/s cooling rate of LDSS 2404. For LDSS 2101, the resistance to pitting corrosion was lower, with a narrow passive range, while LDSS 2404 showed resistance to pitting corrosion with a passive range greater than 1000 mVAg/AgCl. The results obtained for both materials showed that the precipitation of Cr nitrides and carbides did not cause significant changes in the localized corrosion behavior. |
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Kugelmeier, Cristie LuisRovere, Carlos Alberto Dellahttp://lattes.cnpq.br/8141224513975606Sordi, Vitor Luizhttp://lattes.cnpq.br/42973802430235267a75114c-ad5b-4365-8838-49d949afb24c2023-02-02T18:27:14Z2023-02-02T18:27:14Z2022-06-08KUGELMEIER, Cristie Luis. Simulação física da ZTA de aços inoxidáveis lean duplex 2101 e 2404 em sistema Gleeble®: evolução microestrutural e resistência à corrosão. 2022. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2022. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/17332.https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/17332In this study, physical simulations of welding thermal cycles were performed to evaluate the microstructural evolution and corrosion resistance of the heat-affected zones (ZTAs) of lean duplex stainless steels (LDSSs) 2101 and 2404 using the Gleeble® thermomechanical system. The simulations were performed under two conditions: i) peak temperature of 1350 °C, dwell time of 3 seconds, cooling rates of 200, 100, 50, 20 and 10 °C/s up to 800 °C and subsequent cooling to room temperature; and ii) peak temperature of 1050 °C, dwell time of 120 seconds and cooling rates of 5 and 1 °C/s with cooling to room temperature. The results obtained show that the cooling rates of 200 to 10 °C/s caused microstructural changes with the formation of different austenite morphologies, while for the rates of 5 and 1 °C/s the microstructures were composed of ferrite and austenite phases. The cooling rates of 200 and 100 °C/s were the conditions where both materials showed the highest presence of Cr nitrides and carbides. Although the precipitation of deleterious phases occurred, the degree of Cr depletion remained below 1%, except for the 200 °C/s cooling rate of LDSS 2404. For LDSS 2101, the resistance to pitting corrosion was lower, with a narrow passive range, while LDSS 2404 showed resistance to pitting corrosion with a passive range greater than 1000 mVAg/AgCl. The results obtained for both materials showed that the precipitation of Cr nitrides and carbides did not cause significant changes in the localized corrosion behavior.Neste estudo, simulações físicas de ciclos térmicos de soldagem, para avaliar a evolução microestrutural e a resistência à corrosão de zonas termicamente afetadas (ZTAs) dos aços inoxidáveis lean duplex (AILDs) 2101 e 2404, foram realizadas através da utilização de sistema termomecânico Gleeble®. As simulações foram realizadas em duas condições: i) temperatura de pico de 1350 °C, tempo de permanência de 3 segundos, taxas de resfriamento de 200, 100, 50, 20 e 10 °C/s até 800 °C e posterior resfriamento à temperatura ambiente; e ii) temperatura de pico de 1050 °C, tempo de permanência de 120 segundos e taxas de resfriamento de 5 e 1 °C/s com resfriamento até temperatura ambiente. Os resultados obtidos mostram que as taxas de resfriamento de 200 a 10 °C/s causaram mudanças microestruturais com a formação de diferentes morfologias de austenita, enquanto para as taxas de 5 e 1 °C/s as microestruturas foram compostas pelas fases ferrita e austenita. As taxas de resfriamento de 200 e 100 °C/s foram as condições nas quais ambos os materiais apresentaram a maior presença de nitretos e carbonetos de Cr. Embora tenha ocorrido a precipitação de fases deletérias, o grau de empobrecimento em Cr se manteve abaixo de 1%, exceto para a taxa de resfriamento de 200 °C/s do AILD 2404. Para o AILD 2101, a resistência à corrosão por pites foi menor, mostrando uma estreita faixa passiva, enquanto o AILD 2404 exibiu uma resistência à corrosão por pites, com um trecho passivo superior a 1000 mVAg/AgCl. Os resultados obtidos para ambos os materiais mostraram que a precipitação de nitretos e carbonetos de Cr não causaram alterações significativas no comportamento de corrosão localizada.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)141511/2017-6porUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEMUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessLean duplex stainless steel 2404Physical simulation of thermal cyclesHeat-affected zoneCooling ratesMicrostructure evolutionPitting corrosion resistanceENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA FISICASimulação física da ZTA de aços inoxidáveis lean duplex 2101 e 2404 em sistema Gleeble®: evolução microestrutural e resistência à corrosãoPhysical simulation of the HAZ of lean duplex stainless steels 2101 and 2404 in a Gleeble® system: microstructural evolution and corrosion resistanceinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesis6006002cc4ca88-92ef-478a-92f4-50573b538f46reponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALCristie Luis Kugelmeier - Tese.pdfCristie Luis Kugelmeier - Tese.pdfTese de doutoradoapplication/pdf10883543https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/17332/1/Cristie%20Luis%20Kugelmeier%20-%20Tese.pdfcce941407cbe16fb006e76577fbe0d28MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8810https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/17332/3/license_rdff337d95da1fce0a22c77480e5e9a7aecMD53TEXTCristie Luis Kugelmeier - Tese.pdf.txtCristie Luis Kugelmeier - Tese.pdf.txtExtracted texttext/plain225270https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/17332/4/Cristie%20Luis%20Kugelmeier%20-%20Tese.pdf.txt970934878f2f4dff3e2d0755b64b2559MD54THUMBNAILCristie Luis Kugelmeier - Tese.pdf.jpgCristie Luis Kugelmeier - Tese.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg6592https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/17332/5/Cristie%20Luis%20Kugelmeier%20-%20Tese.pdf.jpgec288caa6069f4247f229cdccb8656f8MD55ufscar/173322023-09-18 18:32:29.543oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/17332Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-09-18T18:32:29Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false |
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In this study, physical simulations of welding thermal cycles were performed to evaluate the microstructural evolution and corrosion resistance of the heat-affected zones (ZTAs) of lean duplex stainless steels (LDSSs) 2101 and 2404 using the Gleeble® thermomechanical system. The simulations were performed under two conditions: i) peak temperature of 1350 °C, dwell time of 3 seconds, cooling rates of 200, 100, 50, 20 and 10 °C/s up to 800 °C and subsequent cooling to room temperature; and ii) peak temperature of 1050 °C, dwell time of 120 seconds and cooling rates of 5 and 1 °C/s with cooling to room temperature. The results obtained show that the cooling rates of 200 to 10 °C/s caused microstructural changes with the formation of different austenite morphologies, while for the rates of 5 and 1 °C/s the microstructures were composed of ferrite and austenite phases. The cooling rates of 200 and 100 °C/s were the conditions where both materials showed the highest presence of Cr nitrides and carbides. Although the precipitation of deleterious phases occurred, the degree of Cr depletion remained below 1%, except for the 200 °C/s cooling rate of LDSS 2404. For LDSS 2101, the resistance to pitting corrosion was lower, with a narrow passive range, while LDSS 2404 showed resistance to pitting corrosion with a passive range greater than 1000 mVAg/AgCl. The results obtained for both materials showed that the precipitation of Cr nitrides and carbides did not cause significant changes in the localized corrosion behavior. |
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