Efeito da temperatura e do tempo de tratamento térmico de envelhecimento na microestrutura e resistência à corrosão do aço inoxidável duplex UNS S31803
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v10i8.17369Palavras-chave:
Aço inoxidável duplex; Corrosão; Transformação de fases; Envelhecimento.Resumo
Aços inoxidáveis duplex (AID) correspondem à uma classe de aço em que a microestrutura é composta basicamente pelas fases ferrita e austenita. E devido ao caráter metaestável da ferrita, transformações de fases associadas podem ocorrer durante tratamentos térmicos como alfa linha e sigma, as quais podem levar a diminuição da resistência à corrosão. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar a influência dos tratamentos térmicos de solubilização a 1100°C por 30min e envelhecimento a 500 e 600°C por 1, 3 e 12h, na microestrutura e na resistência à corrosão do AID UNS S31803. Os aços foram caracterizados por MEV, EDS, DRX, dureza, microdureza e análise térmica, e observou-se que os aços tratados termicamente por envelhecimento apresentaram fração volumétrica de ferrita menor que do aço solubilizado. E os aços envelhecidos a 500°C por 1h apresentaram a fase alfa linha dispersa na ferrita e os aços envelhecidos a 600°C por 12h, apresentaram as fases alfa linha, sigma e chi. Nos ensaios reativação potenciodinâmico duplo ciclo em solução de 0.5M H2SO4 e 0.01M KSNC, observou-se que não ocorreu a sensitização. E nos ensaios de polarização potenciodinâmica cíclica, em solução 3.5% NaCl, verificou-se que a precipitação da fase alfa linha não alterou a resistência à corrosão, porém a fase sigma reduziu a resistência à corrosão.
Referências
Alvarez-Armas, I. & Degallaix-Moreuil, S. (2009). Duplex Stainless Steels. Hoboken: Wiley.
Appleton, A. (2019). Microstructure Analysis for the Detection of Intermetallic Phases Predictive of Toughness and Corrosion Resistance in Duplex and Lean Duplex Steels. 100 Years of E04 Development of Metallographic Standards, 166-182.
Arturo, G. R. M., Hugo, L. M. V., Rafael, G. H., Egberto, B. B. & Antonio, G. S. J. (2015). Electrochemical Characterization of AISI 2205 Duplex Stainless Steel Welded Joints with Electromagnetic Interaction. Procedia Materials Science, 8, 950-958.
Berecz, T., Fazakas, É., Mészáros, I. & Sajó, I. (2015). Decomposition kinetics of ferrite in isothermally aged SAF 2507-type duplex stainless steel. Journal of Materials Engineering and Performance, 24(12), 4777-4788.
Cavalcanti, D. A., Muterlle, P. V. & Reinke, G. (2019). Effect of Sigma Phase Precipitated at 850 °C on Corrosion Behaviour of UNS S82441 Duplex Stainless Steel. Matéria (Rio de Janeiro), 24(3), 1-11.
Chail, G. & Kangas, P. (2016). Super and hyper duplex stainless steels: structures, properties and applications. Procedia Structural Integrity, 2, 1755-1762.
Cronemberger, M. E. R. et al. (2014). Study of cooling rate influence on SAF 2205 duplex stainless steel solution annealed. Materials Science Forum, 802, 398-403.
Cronemberger, M. E. R., Nakamatsu, S., Rovere, C. A. D., Kuri, S. E. & Mariano, N. A. (2015). Effect of cooling rate on the corrosion behavior of As-Cast SAF 2205 duplex stainless steel after solution annealing treatment. Materials Research, 18(2),138-142.
Dille, J. et al. (2017). Microstructural evolution during aging at 800 °C and its effect on the magnetic behavior of UNS S32304 lean duplex stainless steel. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 426, 102-107.
Haupt, W., Silva, L. E., Falcade, T., Santos, A. C. & Reguly, A. (2019). Effect of ageing time on the toughness and the corrosion properties of duplex stainless steel UNS S31803. Materials Research, 22(6), 1-14.
Hilders, O. A., Zambrano, N. & Ochoa, J. L. M. (2018). Microstructural evolution and mechanical property-fractal behavior relations of aged super duplex stainless steel. Original Research Article, 27(2), 83-107.
Jinlong, L., Tongxiang, L., Chen, W. & Limin, D. (2015). Comparison of corrosion properties of passive films formed on coarse grained and ultrafine-grained AISI 2205 duplex stainless steels. Journal of Electro analytical Chemistry, 757, 263-269.
Kisasoz, A., Gurel, S. & Karaaslan, A. (2016). Effect of Annealing Time and Cooling Rate on Precipitation Processes in a Duplex Corrosion-Resistant Steel. Metal Science and Heat Treatment, 57(9-10), 544-547.
Koche, J. C. (2011). Fundamentos de metodologia científica: Teoria da ciência e iniciação a pesquisa. Petrópolis, RJ: Vozes.
Lacerda, J.C., Cândido, L.C. & Godefroid, L.B. (2015). Effect of volume fraction of phases and precipitates on the mechanical behavior of UNS S31803 duplex stainless steel. International Journal of Fatigue, 74, 81-87.
Li, X., Lo, K. H., Kwok, C. T., Sun, Y. F. & Lai, K.K. (2018). Post-fire mechanical and corrosion properties of duplex stainless steel: Comparison with ordinary reinforcing-bar steel. Construction and Building Materials, 174, 150-158.
Llorca-Isern, N., López-Jiménez, I., López-Luque, H., Biezma, M. V. & Roca, A. (2016). Study of the Precipitation of Secondary Phases in Duplex and Superduplex Stainless Steel. Materials Science Forum, 879, 2537-2542.
Ludke, M. & Andre, M. E. D. A. (2013). Pesquisas em educação: uma abordagem qualitativa. São Paulo, SP: E.P.U.
Majid, M. & Shahi, A. S. (2020). Influence of intermetallic precipitation on metallurgical, mechanical and pitting behavior of AISI 2205 duplex stainless steel welded joints. Materials Research Express, 6(12), 1-23.
Mandal, A. (2016). Processing-microstructure-microtexture-property correlation of Duplex Stainless Steels (Thesis). Indian Institute of Technology, Kharagpur, Indian.
Marques, I. J., Silva, F. J. & Santos, T. F. A. (2020). Rapid precipitation of intermetallic phases during isothermal treatment of duplex stainless-steel joints produced by friction stir welding. Journal of Alloys and Compounds, 820, 153170.
Martins M. C. & Hara L.C. (2004). Caracterização microestrutural e comportamento à corrosão do aço inox super duplex ASTM A890 GR 6A. In: 59° Congresso Anual da ABM; São Paulo, SP, Brazil.
Matias, J. V. S., Tavares, S. S. M., Pardal, J. M. & Ribeiro, R. S. A. (2017). Embrittlement and Corrosion Decay of a Cast Duplex Stainless Steel. Materials Research, 20(2), 279-283.
Mehta, M., Jadhav, P., Shaikh, A., Kumar, S. & Kirwai, S. (2019). Effect of Solution Treatment on Microstructure and Mechanical Properties of 2205 Duplex Stainless Steel. International Journal of Materials, Mechanics and Manufacturing, 7(6), 254-258.
Mohammed, A. M., Shrikrishna, K. A. & Sathiya, P. (2016). Effects of post weld heat treatment on friction welded duplex stainless steel joints. Journal of Manufacturing Processes, 21, 196-200.
Morais, L. C & Magnabosco, R. (2017). Experimental investigations and DICTRA® simulation of sigma phase formation in a duplex stainless steel. Calphad, 58, 214-218.
Nithin R. P., Sekar, K. & Joseph, M. A. (2019). Effect of temperature on microstructure evolution and localized corrosion resistance of high tungsten hyper duplex stainless steel. Materials Research Express, 6(11), 116557.
Ogawa, K. & Osuki, T. (2020). Modelling of Sigma Phase Precipitation in Super Duplex Stainless Steel Weld Metal. Isij International, 60(5), 1016-1021.
Örnek, C., Burke, M., Hashimoto, T., Lim, J. & Engelberg, D. (2017). 475°C Embrittlement of Duplex Stainless Steel - A Comprehensive Microstructure Characterization Study. Materials Performance and Characterization, 6(3), 409-436.
Örnek, C. & Engelberg, D. l. (2015). SKPFM measured Volta potential correlated with strain localization in microstructure to understand corrosion susceptibility of cold-rolled grade 2205 duplex stainless steel. Corrosion Science, 99, 164-171.
Paulraj, P. & Garg, R. (2015). Effect of intermetallic phases on corrosion behavior and mechanical properties of duplex stainless steel and super-duplex stainless steel. Advances in Science and Technology Research Journal, 9, 87-105.
Pereira, A. S., Shitsuka, D. M., Parreira, F. J. & Shitsuka, R. (2018). Metodologia da pesquisa científica (1 ed.). Santa Maria, RS: UFSM, NTE.
Powar, A., Gujar, A., Manthani, N., Pawar, V. & Singh, R. (2017). Effect of Secondary Phase Precipitation on Impact Toughness of Duplex Stainless Steel. Materials Science Forum, 889, 138-142.
Rezende, S. C., Dainezi, I., Apolinario, R. C., Sousa, L. L. & Mariano, N. A. (2019). Influence of molybdenum on microstructure and pitting corrosion behavior of solution-treated duplex stainless steel in a lithium chloride solution. Materials Research, 22(1), 1-11.
Rezende, S.C. et al. (2018). Effect of solution annealing time on the microstructure and corrosion resistance of duplex stainless steel. Materials Science Forum, 930, 374-379.
Rivolta, B., Gerosa, R. & Tavasci, F. (2018). The dilatometric technique for studying sigma phase precipitation kinetics in F55 steel grade. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 132(2), 869-877.
Sáenz, L. et al. (2020). Duplex Stainless Steel Subjected to Normalized Thermal Treatment. Key Engineering Materials, 834, 103-109.
Santos, D. C. & Magnabosco, R. (2015). Kinetic Study to Predict Sigma Phase Formation in Duplex Stainless Steels. Metallurgical and Materials Transactions A, 47(4), 1554-1565.
Sicupira, D. C., Cardoso Junior, R., Bracarense, A. Q., Frankel, G. S. & Lins, V. F. C. (2016). Electrochemical study of passive films formed on welded lean duplex stainless steel. Materials and Corrosion, 68(6), 604-612.
Silva, E. et al. (2016). Classification of Induced Magnetic Field Signals for the Microstructural Characterization of Sigma Phase in Duplex Stainless Steels. Metals, 6(7), 164-180.
Silva, R. et al. (2016). Effect of thermal aging at 475 °C on the properties of lean duplex stainless steel 2101. Materials Characterization, 114, 211-217.
Valeriano, L. C., Correa, E. O., Mariano, N. A., Robin, A. L. M. & Machado, M. A. G. T. C. (2019). Influence of the Solution-Treatment Temperature and Short Aging Times on The Electrochemical Corrosion Behaviour of Uns S32520 Super Duplex Stainless Steel. Materials Research, 22(4), 1-7.
Verma, J. & Taiwade, R. V. (2017). Effect of welding processes and conditions on the microstructure, mechanical properties and corrosion resistance of duplex stainless steel weldments A review. Journal of Manufacturing Processes, 25, 134-152.
Warren, A. D. et al. (2015). Quantification of sigma-phase evolution in thermally aged 2205 duplex stainless steel. Journal of Materials Science, 51(2), 694-707.
Xiang, H., Liu , C., Deng, L. & Zheng, K. (2019). Effect of Aging Temperature on the Microstructure and Properties of Economical Duplex Stainless Steel. Materials, 12(13), 2085.
Zeng, H., Yang, Y., Xu, R., Xin, S. & Li, M. (2019). Pitting corrosion resistance of sensitized type 2205 duplex stainless steel in hot concentrated seawater. Journal of Solid State Electrochemistry, 23, 2793-2801.
Zhang, Z. et al. (2017). Influence of microstructure and elemental partitioning on pitting corrosion resistance of duplex stainless steel welding joints. Applied Surface Science, 394, 297-314.
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