Juntas de aço inoxidável super duplex UNS S32760 soldadas por fricção e mistura mecânica (FSW): microestrutura e comportamento de corrosão eletroquímica
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Data de Publicação: | 2022 |
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Texto Completo: | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/18108 |
Resumo: | In this study, the corrosion resistance of the face and root surface of an AISD UNS S32760 friction stir welded (FSW) joint using optimized parameters was investigated. Microstructural changes were evaluated by MO, SEM and XRD and mechanical properties by Vickers microhardness mapping. The determination of the degree of sensitization was carried out by DL-EPR technique, while the localized corrosion resistance were evaluated by cyclic potentiodynamic polarization in neutral pH salt medium and potentiodynamic polarization in acid medium containing chloride ions. The results showed that the base metal (MB), retreating side (RS), stir zone (SZ), advancing side (AS), and root region presented distinct and heterogeneous microstructures. FSW welding promoted an increase in the ferrite phase volume fraction and grain refinement in the RSSZ, SZ, AS-SZ, AS-TMAZ and root regions, contributing to the increase in hardness. In the RT-ZM, ZM, AV-ZTMA and root regions, metallographic analyses after electrolytic attack indicated the formation, within the ferritic matrix, of Cr-rich precipitates, which were classified as out-of-equilibrium Cr nitrides (Cr2N). From the DL-EPR test, the highest degree of sensitization was observed at RT followed by AV, root, ZM and MB, where the corroded regions corresponded with the etched regions after electrolytic testing. through polarizations tests, the MB presented the highest localized corrosion resistance to localized corrosion and no pitting formation was observed while all welded regions presented pitting after the tests, which nucleation occurred preferentially in ferrite/ferrite grain boundaries, a fact that was related to the precipitation of Cr2N. It was concluded that the microstructural changes and the precipitation of Cr2N promoted by FSW welding were responsible for the reduction in the localized corrosion resistance of the welded regions, and this degradation was more pronounced in the RT, followed by the AV, root, and ZM. |
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Vacchi, Guilherme dos santosRovere, Carlos Alberto Dellahttp://lattes.cnpq.br/8141224513975606Sordi, Vitor Luizhttp://lattes.cnpq.br/8364164402481940http://lattes.cnpq.br/9208208180440064https://orcid.org/0000-0002-4402-6689https://orcid.org/0000-0003-1534-0561https://orcid.org/0000-0001-7422-4881c0ff3eec-6f4d-46b8-bf76-5af029854df82023-06-02T13:45:59Z2023-06-02T13:45:59Z2022-04-29VACCHI, Guilherme dos santos. Juntas de aço inoxidável super duplex UNS S32760 soldadas por fricção e mistura mecânica (FSW): microestrutura e comportamento de corrosão eletroquímica. 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/18108.https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/18108In this study, the corrosion resistance of the face and root surface of an AISD UNS S32760 friction stir welded (FSW) joint using optimized parameters was investigated. Microstructural changes were evaluated by MO, SEM and XRD and mechanical properties by Vickers microhardness mapping. The determination of the degree of sensitization was carried out by DL-EPR technique, while the localized corrosion resistance were evaluated by cyclic potentiodynamic polarization in neutral pH salt medium and potentiodynamic polarization in acid medium containing chloride ions. The results showed that the base metal (MB), retreating side (RS), stir zone (SZ), advancing side (AS), and root region presented distinct and heterogeneous microstructures. FSW welding promoted an increase in the ferrite phase volume fraction and grain refinement in the RSSZ, SZ, AS-SZ, AS-TMAZ and root regions, contributing to the increase in hardness. In the RT-ZM, ZM, AV-ZTMA and root regions, metallographic analyses after electrolytic attack indicated the formation, within the ferritic matrix, of Cr-rich precipitates, which were classified as out-of-equilibrium Cr nitrides (Cr2N). From the DL-EPR test, the highest degree of sensitization was observed at RT followed by AV, root, ZM and MB, where the corroded regions corresponded with the etched regions after electrolytic testing. through polarizations tests, the MB presented the highest localized corrosion resistance to localized corrosion and no pitting formation was observed while all welded regions presented pitting after the tests, which nucleation occurred preferentially in ferrite/ferrite grain boundaries, a fact that was related to the precipitation of Cr2N. It was concluded that the microstructural changes and the precipitation of Cr2N promoted by FSW welding were responsible for the reduction in the localized corrosion resistance of the welded regions, and this degradation was more pronounced in the RT, followed by the AV, root, and ZM.Nesse estudo, a resistência à corrosão da superfície da face e da raiz de uma junta do AISD UNS S32760 soldado por fricção e mistura mecânica (FSW) utilizando parâmetros otimizados foi investigada. As mudanças microestruturais foram avaliadas por MO, MEV e DRX e as propriedades mecânicas por mapeamento de microdureza Vickers. A determinação do grau de sensitização foi realizado pela técnica de DL-EPR, enquanto a avaliação da resistência à corrosão localizada foi realizada através da polarização potenciodinâmica cíclica em meio salino com pH neutro e polarização potenciodinâmica em meio ácido contendo íons cloreto. Os resultados mostraram que a região do metal de base (MB), retrocesso (RT), zona de mistura (ZM), avanço (AV) e raiz da solda apresentaram microestruturas distintas e heterogêneas. A soldagem FSW promoveu um aumento na fração volumétrica de fase ferrita e um refinamento de grão nas regiões do RT-ZM, ZM, AV-ZM, AV-ZTMA e raiz, contribuindo para o aumento da dureza. Nas regiões do RT-ZM, ZM, AV-ZTMA e raiz, análises metalográficas após ataque eletrolítico indicaram a formação, no interior da matriz ferrítica, de precipitados ricos em Cr, os quais foram classificados como nitretos de Cr fora do equilíbrio (Cr2N). A partir do ensaio de DL-EPR, o maior grau de sensitização foi observado na RT seguido pelo AV, raiz, ZM e MB, onde as regiões corroídas corresponderam com as regiões atacadas após ensaio eletrolítico. A partir dos ensaios de polarização em pH neutro e em meio ácido, o MB apresentou maior resistência à corrosão localizada e não apresentou formação de pites enquanto todas as regiões soldadas apresentaram pites após os ensaios, onde a nucleação destes ocorreu preferencialmente nas regiões de contornos de grão ferrita/ferrita, fato que foi relacionado com a precipitação de Cr2N. Concluiu-se que as alterações microestruturais e a precipitação de Cr2N promovidas pela soldagem FSW foram as responsáveis pela redução da resistência à corrosão localizada das regiões soldadas, sendo essa degradação mais acentuada no RT, seguido pelo AV, raiz e ZM.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)88882.332709/2019-01porUniversidade 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/openAccessAço inoxidável super duplexSensitizaçãoSoldagem por fricção e mistura mecânicaPolarizaçãoCorrosão localizadaSuper duplex stainless steelSensitizationPolarizationLocalized corrosionFriction stir weldingENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICAJuntas de aço inoxidável super duplex UNS S32760 soldadas por fricção e mistura mecânica (FSW): microestrutura e comportamento de corrosão eletroquímicaSuper duplex stainless steel UNS S32760 friction stir welded (FSW) joints: microstructure and electrochemical corrosion behaviorinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesis6006002cc4ca88-92ef-478a-92f4-50573b538f46reponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALGuilherme dos Santos Vacchi - Tese.pdfGuilherme dos Santos Vacchi - Tese.pdfapplication/pdf17786705https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/18108/1/Guilherme%20dos%20Santos%20Vacchi%20-%20Tese.pdf15e105f635db57707eb5dd1d85597f33MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8810https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/18108/2/license_rdff337d95da1fce0a22c77480e5e9a7aecMD52TEXTGuilherme dos Santos Vacchi - Tese.pdf.txtGuilherme dos Santos Vacchi - Tese.pdf.txtExtracted texttext/plain260742https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/18108/3/Guilherme%20dos%20Santos%20Vacchi%20-%20Tese.pdf.txta8b54a24872f3da399e910b6cc6788adMD53THUMBNAILGuilherme dos Santos Vacchi - Tese.pdf.jpgGuilherme dos Santos Vacchi - Tese.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg6852https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/18108/4/Guilherme%20dos%20Santos%20Vacchi%20-%20Tese.pdf.jpg91c665690ea7e0ba16b23a95a2db6716MD54ufscar/181082023-09-18 18:32:39.399oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/18108Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-09-18T18:32:39Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false |
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In this study, the corrosion resistance of the face and root surface of an AISD UNS S32760 friction stir welded (FSW) joint using optimized parameters was investigated. Microstructural changes were evaluated by MO, SEM and XRD and mechanical properties by Vickers microhardness mapping. The determination of the degree of sensitization was carried out by DL-EPR technique, while the localized corrosion resistance were evaluated by cyclic potentiodynamic polarization in neutral pH salt medium and potentiodynamic polarization in acid medium containing chloride ions. The results showed that the base metal (MB), retreating side (RS), stir zone (SZ), advancing side (AS), and root region presented distinct and heterogeneous microstructures. FSW welding promoted an increase in the ferrite phase volume fraction and grain refinement in the RSSZ, SZ, AS-SZ, AS-TMAZ and root regions, contributing to the increase in hardness. In the RT-ZM, ZM, AV-ZTMA and root regions, metallographic analyses after electrolytic attack indicated the formation, within the ferritic matrix, of Cr-rich precipitates, which were classified as out-of-equilibrium Cr nitrides (Cr2N). From the DL-EPR test, the highest degree of sensitization was observed at RT followed by AV, root, ZM and MB, where the corroded regions corresponded with the etched regions after electrolytic testing. through polarizations tests, the MB presented the highest localized corrosion resistance to localized corrosion and no pitting formation was observed while all welded regions presented pitting after the tests, which nucleation occurred preferentially in ferrite/ferrite grain boundaries, a fact that was related to the precipitation of Cr2N. It was concluded that the microstructural changes and the precipitation of Cr2N promoted by FSW welding were responsible for the reduction in the localized corrosion resistance of the welded regions, and this degradation was more pronounced in the RT, followed by the AV, root, and ZM. |
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