Propriedades mecânicas e de superfície de aços inoxidáveis martensíticos de alto nitrogênio.
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2001 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP |
Texto Completo: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-07082024-142942/ |
Resumo: | Os aços inoxidáveis martensíticos AISI 410S (12% Cr-0,025% C) e AISI 410 (12,1% Cr-0,15% C), nitretados em alta temperatura, foram testados mediante ensaios mecânicos de resistência à tração, resistência ao impacto e dureza, assim como ensaio de resistência à corrosão em meio ácido e resistência ao desgaste erosivo-corrosivo em meios líquidos contendo partículas duras em suspensão. A nitretação em alta temperatura visou a obtenção de aços com teor de átomos intersticiais tanto superficial quanto homogêneo, próximo ao teor de carbono do aço AISI 420 (0,35%C), o qual é usado como material de comparação. No caso do aço AISI 410S o intersticial é principalmente nitrogênio, enquanto que o aço AISI 410 apresentou uma mistura de nitrogênio e carbono (aproximadamente 0,15% C e 0,20% N). As propriedades mecânicas dos materiais obtidos foram avaliadas mediante ensaios padronizados de resistência à tração em máquina \"dura\", resistência ao impacto em pêndulo tipo Charpy e dureza na Rockwell C. No estudo da resistência à corrosão, os materiais foram testados nas temperaturas de 0°C, 25°C e 70°C, usando meio ácido de 0,5M H2SO4 + 3,5% NaCl. Meio que permitiu estudar de forma adequada a resistência à corrosão por pite e generalizada dos diferentes materiais. Já nos ensaios de erosão-corrosão os corpos de prova foram fixados dentro de um recipiente contendo um meio aquoso com partículas duras em suspensão. Este meio lamacento foi agitado e as partículasduras foram impelidas contra os corpos de prova. Os testes foram realizados também nas temperaturas de 0°C, 25°C e 70°C. A avaliação dos ensaios foi feita através das medidas de perda de massa, mudanças microestruturais e mudanças na qualidade superficial dos corpos de prova. Tanto nos ensaios mecânicos quanto nos de desgaste, o aço AISI 420 foi usado como material de comparação. ) Após testes de resistência à tração e dureza, os aços nitretados e revenidos entre 400 e 500°C apresentaram valores de limite de resistência, limite de escoamento e dureza, semelhantes aos valores obtidos no aço AISI 420. Os aços nitretados 410N e 410SN apresentaram altos valores de energia de impacto, somente na condição de revenidos a 600°C. Os ensaios de erosão-corrosão em meio lamacento mostraram que os aços inoxidáveis martensíticos nitretados apresentam as menores perdas de massa. Por último, ensaios de polarização cíclica mostraram também que os aços nitretados apresentam o melhor comportamento em termos de resistência a corrosão generalizada e por pite, quando comparados aos aços comerciais AISI 410 e 420. |
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Propriedades mecânicas e de superfície de aços inoxidáveis martensíticos de alto nitrogênio.Untitled in englishAço inoxidável martensíticoCorrosive wearDesgaste corrosivoMartensitic stainless steelMateriais (Propriedades mecânicas)Materials (Mechanical properties)Os aços inoxidáveis martensíticos AISI 410S (12% Cr-0,025% C) e AISI 410 (12,1% Cr-0,15% C), nitretados em alta temperatura, foram testados mediante ensaios mecânicos de resistência à tração, resistência ao impacto e dureza, assim como ensaio de resistência à corrosão em meio ácido e resistência ao desgaste erosivo-corrosivo em meios líquidos contendo partículas duras em suspensão. A nitretação em alta temperatura visou a obtenção de aços com teor de átomos intersticiais tanto superficial quanto homogêneo, próximo ao teor de carbono do aço AISI 420 (0,35%C), o qual é usado como material de comparação. 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A avaliação dos ensaios foi feita através das medidas de perda de massa, mudanças microestruturais e mudanças na qualidade superficial dos corpos de prova. Tanto nos ensaios mecânicos quanto nos de desgaste, o aço AISI 420 foi usado como material de comparação. ) Após testes de resistência à tração e dureza, os aços nitretados e revenidos entre 400 e 500°C apresentaram valores de limite de resistência, limite de escoamento e dureza, semelhantes aos valores obtidos no aço AISI 420. Os aços nitretados 410N e 410SN apresentaram altos valores de energia de impacto, somente na condição de revenidos a 600°C. Os ensaios de erosão-corrosão em meio lamacento mostraram que os aços inoxidáveis martensíticos nitretados apresentam as menores perdas de massa. Por último, ensaios de polarização cíclica mostraram também que os aços nitretados apresentam o melhor comportamento em termos de resistência a corrosão generalizada e por pite, quando comparados aos aços comerciais AISI 410 e 420.The martensitic stainless steels AISI 410S (12.0 wt.% Cr-0.025 wt.% C) and AISI 410 (12.1 wt.% Cr-0.15 wt.% C), were nitrided at high-temperature (1373 K) under N2 atmosphere with pressures varying from 0.05 MPa to 0.35 MPa. The obtained materials were submitted to tension, hardness and impact (Charpy) tests, as well as electrochemical and corrosion-erosion tests. High-temperature nitriding allowed obtaining either homogeneous or case-hardened high-nitrogen steels, with interstitial content (C+N) close to the carbon content of the commercial AISI 420 stainless steel, which was used as comparison material. The mechanical properties of the studied materials were evaluated by using a hard universal testing machine, a Rockwell C-hardness tester and a Charpy impact pendulum. Electrochemical tests were performed in 0.5M H2SO4 + 3.5% NaCl solution, at temperatures of 0ºC, 25ºC and 70ºC. Corrosion-erosion tests were carried out in a slurry composed by substitute ocean water and quartz particles at the same temperatures used for electrochemical tests. After tempering at temperatures between 400 and 500ºC, the high nitrogen steels produced in this work showed values of yield strength, ultimate tensile strength and hardness similar to those of commercial AISI 420 stainless steel. On the other hand, the impact energy of the high-temperature nitrided steels was reasonably high only in the 600ºC-tempering condition. The high nitrogen steels also showed the lowestspecific mass losses in corrosion-erosion tests done in seawater slurry, while commercial AISI 410 had the worst response. The elevated corrosion resistance of the high-temperature nitrided steels was confirmed in electrochemical tests carried out with specimens tempered at \'200 GRAUS\'C.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPTschiptschin, Andre PauloMesa Grajales, Dairo Hernán 2001-09-24info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-07082024-142942/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2024-08-07T17:34:03Zoai:teses.usp.br:tde-07082024-142942Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212024-08-07T17:34:03Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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