Avaliação microestrutural via EBSD das zonas parcialmente diluídas em revestimentos dissimilares de Aços ASTM A36 com as Ligas AWS E 309L e AWS ER NiCrMo-3 depositadas pelo processo MIG em camada única e dupla
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Data de Publicação: | 2023 |
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Texto Completo: | https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/57598 |
Resumo: | A exploração de petróleo em águas ultraprofundas tem se intensificado com a descoberta da camada pré-sal. Diante desse cenário, o desenvolvimento e aprimoramento de materiais e componentes de engenharia tornam-se essenciais para enfrentar os novos desafios desse setor. Em particular, a vida útil em serviço e a resistência à corrosão de componentes e estruturas devem ser aprimoradas. Para alcançar esse objetivo, diversas iniciativas têm utilizado o revestimento por soldagem de ligas com propriedades especiais, como os aços inoxidáveis e as superligas de níquel, sobre aços estruturais. Contudo, a soldagem dissimilar pode gerar problemas, como a formação de regiões descontínuas de elevada dureza na região interfacial, conhecidas como Zonas Parcialmente Diluídas (ZPD). Nesse sentido, um estudo foi conduzido empregando ligas metálicas de elevada resistência à corrosão. A técnica de Microscopia Eletrônica por Difração de Elétrons Retroespalhados (EBSD) foi utilizada para caracterizar estas regiões interfaciais e avaliar de forma segura e aprofundada a microestrutura dos revestimentos produzidos. Para a realização desse estudo, arames-eletrodos das ligas AWS E 309L e AWS ER NiCrMo-3 — Inox 309L e Inconel 625 — foram utilizados como metais de adição depositados sobre placas de teste em aço ASTM A36. A soldagem MIG automatizada em camada única e dupla foi empregada. As características metalúrgico-mecânicas foram avaliadas por meio de Microscopia Eletrônica de Varredura por Emissão de Campo (MEV-FEG) utilizando a técnica de Difração de Elétrons Retroespalhados (EBSD), Espectroscopia por Energia Dispersiva de Raios-X (MEV-EDS) e Microdureza Vickers. Os resultados mostraram que a Zona Termicamente Afetada (ZTA) teve sua microestrutura modificada e, consequentemente, sua microdureza diretamente relacionada com o modo de deposição do revestimento (camada única ou dupla). Em relação às ZPDs, estas foram observadas em diferentes morfologias, como praias, penínsulas e ilhas, com altos percentuais de ferro, cromo e níquel, resultando em alta microdureza e apresentando uma microestrutura tipicamente martensítica. Ao comparar os níveis de microdureza entre a deposição em camada única e em camada dupla, notou-se que a técnica de deposição em camada dupla foi mais eficaz em reduzir significativamente os valores de microdureza nas ZPDs e nas ZTAs dos componentes revestidos. |
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Silva, William Constantino dahttp://lattes.cnpq.br/4700051436345648https://orcid.org/0000-0001-9094-0044http://lattes.cnpq.br/8671649752936793Castro, Nicolau Apoenahttp://lattes.cnpq.br/3740711945494961Buschinelli, Augusto José de AlmeidaSilva, Celina Leal Mendes daMelo, Gudson Nicolau deNascimento, Rubens Maribondo do2024-02-15T19:54:42Z2023-11-27SILVA, William Constantino da. Avaliação microestrutural via EBSD das zonas parcialmente diluídas em revestimentos dissimilares de Aços ASTM A36 com as Ligas AWS E 309L e AWS ER NiCrMo-3 depositadas pelo processo MIG em camada única e dupla. Orientador: Dr. Rubens Maribondo do Nascimento. 2023. 96f. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2023.https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/57598A exploração de petróleo em águas ultraprofundas tem se intensificado com a descoberta da camada pré-sal. Diante desse cenário, o desenvolvimento e aprimoramento de materiais e componentes de engenharia tornam-se essenciais para enfrentar os novos desafios desse setor. Em particular, a vida útil em serviço e a resistência à corrosão de componentes e estruturas devem ser aprimoradas. Para alcançar esse objetivo, diversas iniciativas têm utilizado o revestimento por soldagem de ligas com propriedades especiais, como os aços inoxidáveis e as superligas de níquel, sobre aços estruturais. Contudo, a soldagem dissimilar pode gerar problemas, como a formação de regiões descontínuas de elevada dureza na região interfacial, conhecidas como Zonas Parcialmente Diluídas (ZPD). Nesse sentido, um estudo foi conduzido empregando ligas metálicas de elevada resistência à corrosão. A técnica de Microscopia Eletrônica por Difração de Elétrons Retroespalhados (EBSD) foi utilizada para caracterizar estas regiões interfaciais e avaliar de forma segura e aprofundada a microestrutura dos revestimentos produzidos. Para a realização desse estudo, arames-eletrodos das ligas AWS E 309L e AWS ER NiCrMo-3 — Inox 309L e Inconel 625 — foram utilizados como metais de adição depositados sobre placas de teste em aço ASTM A36. A soldagem MIG automatizada em camada única e dupla foi empregada. As características metalúrgico-mecânicas foram avaliadas por meio de Microscopia Eletrônica de Varredura por Emissão de Campo (MEV-FEG) utilizando a técnica de Difração de Elétrons Retroespalhados (EBSD), Espectroscopia por Energia Dispersiva de Raios-X (MEV-EDS) e Microdureza Vickers. Os resultados mostraram que a Zona Termicamente Afetada (ZTA) teve sua microestrutura modificada e, consequentemente, sua microdureza diretamente relacionada com o modo de deposição do revestimento (camada única ou dupla). Em relação às ZPDs, estas foram observadas em diferentes morfologias, como praias, penínsulas e ilhas, com altos percentuais de ferro, cromo e níquel, resultando em alta microdureza e apresentando uma microestrutura tipicamente martensítica. Ao comparar os níveis de microdureza entre a deposição em camada única e em camada dupla, notou-se que a técnica de deposição em camada dupla foi mais eficaz em reduzir significativamente os valores de microdureza nas ZPDs e nas ZTAs dos componentes revestidos.Oil exploration in ultra-deep waters has intensified with the discovery of the pre-salt layer. Given this scenario, the development and improvement of materials and engineering components become essential to face the new challenges of this sector. In particular, a service life and corrosion resistance of components and structures must be improved. To achieve this goal, several initiatives have used resistance cladding of alloys with special properties, such as stainless and nickel alloys, on resistant steels. However, dissimilar pain can generate problems, such as the formation of discontinuous regions of high hardness in the interfacial region, known as Partially Diluted Zones (PDZ). In this sense, a study was followed using metallic alloys of high corrosion resistance. The technique of Electron Microscopy by Backscattered Electron Diffraction (EBSD) was used to characterize these interfacial regions and safely and deeply evaluate the microstructure of the claddings produced. For the work, welding electrode from alloys AWS E 309L and AWS ER NiCrMo-3 — stainless 309L and Inconel 625 — are used as filler metals deposited on ASTM A36 steel test plates. Automated single and double layer MIG interface were employed. The metallurgical-mechanical characteristics were evaluated by means of Field Emission Scanning Electron Microscopy (FEG-SEM) using the technique of Backscattered Electron Diffraction (EBSD), Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (SEM-EDS) and Vickers Microhardness. The results appreciated that the Heat Affected Zone (HAZ) had its microstructure modified and, consequently, its microhardness directly related to the cladding deposition mode (single or double layer). Regarding the PDZs, they were observed in different morphologies such as beaches, swirl, and islands, with high percentages of iron, chromium, and nickel, along with high microhardness values and a microstructure typically characteristic of martensitic structures. When comparing microhardness percentages between single-layer and double-layer deposition, it was found that doublelayer deposition was more beneficial in significantly reducing microhardness values in the PDZs and in the HAZs of the coated components.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES2024-06-30Universidade Federal do Rio Grande do NortePROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAISUFRNBrasilCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICAInconel 625Inox 309LSoldagem dissimilarZonas parcialmente diluídasEBSDAvaliação microestrutural via EBSD das zonas parcialmente diluídas em revestimentos dissimilares de Aços ASTM A36 com as Ligas AWS E 309L e AWS ER NiCrMo-3 depositadas pelo processo MIG em camada única e duplaMicrostructural evaluation by EBSD of partially diluted zones of overlay welding in ASTM A36 steels with AWS e 309L and AWS ER NiCrMo-3 alloys deposited by the GMAW in single- and double-layer depositionsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/embargoedAccessporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNORIGINALAvaliacaomicroestruturalEBSD_Silva_2023.pdfapplication/pdf4517831https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/57598/1/AvaliacaomicroestruturalEBSD_Silva_2023.pdfd62b6d9dca69c97e39f18838029e34edMD51123456789/575982024-03-19 01:02:10.75oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/57598Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2024-03-19T04:02:10Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false |
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Avaliação microestrutural via EBSD das zonas parcialmente diluídas em revestimentos dissimilares de Aços ASTM A36 com as Ligas AWS E 309L e AWS ER NiCrMo-3 depositadas pelo processo MIG em camada única e dupla Silva, William Constantino da CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA Inconel 625 Inox 309L Soldagem dissimilar Zonas parcialmente diluídas EBSD |
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