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Title: Caracterização de amostras de mandris de aços inoxidáveis supermartensíticos forjados classes 95Ksi e 110Ksi: ensaio de tração, tenacidade e sensitização
Authors: Palhano, Victor Molinari
metadata.dc.contributor.advisor: Tavares, Sérgio Souto Maior
metadata.dc.contributor.members: Silva, Antonio Henrique Monteiro da Fonseca Thomé da
Gonzaga, Arthur Costa
Almeida, Brígida Bastos de
Issue Date: 2019
Publisher: Universidade Federal Fluminense
Abstract: O surgimento dos aços inoxidáveis supermartensíticos ocorreu na década de noventa, mediante a alta demanda da indústria petrolífera na busca por alternativas de materiais economicamente mais eficientes para o uso em dutos de revestimento e produção de petróleo e gás natural, principalmente em poços offshore. Nessa época, os aços inoxidáveis supermartensíticos foram originados a partir de modificações do aço inoxidável martensítico convencional, pelo qual foi reduzido o teor de carbono (<0,03%) com intuito de se aprimorar a soldabilidade, além de terem sido adicionados teores de Ni (4-6%) e Mo (1-2%) para obter boa relação de equilíbrio de propriedades mecânicas e resistência à corrosão. No presente trabalho, foram caracterizadas duas amostras de mandris de aços inoxidáveis supermartensíticos forjados classes 95Ksi (FAM003) e 110Ksi (FBM001), a partir da análise química por combustão e pelo método de espectrometria de emissão ótica com plasma, pela avaliação das propriedades mecânicas, via ensaios de tração, ensaios de impacto Charpy a - 10°C e por ensaios de dureza Vickers. A susceptibilidade à corrosão intergranular foi avaliada pelo método de polarização eletroquímica de reativação cíclica (DL-EPR), tanto para amostras no estado recebido, como no estado temperado a 1000°C por 40 minutos, resfriadas em água. Os resultados obtidos permitiram classificar as amostras FAM003 e FBM001 como aços inoxidáveis supermartensíticos classes UNS S41427 e UNS S41426, respectivamente, segundo a norma ANSI/NACE MR0175/ISO 15156. Contudo, foi reportado um teor de carbono elevado para a amostra FAM003 por um dos laboratórios, acima do limite estabelecido para os AISM, além de picos de dureza ao longo da seção transversal da amostra FBM001, superiores ao máximo recomendado pela norma para a classe UNS S41426. Adicionalmente, foi possível constatar pelos ensaios de tração, que os materiais dos dois mandris testados estão corretamente enquadrados as suas classes comerciais, visto que todos os resultados para as amostras FAM003 e FBM001, apresentaram tensões limites de escoamento superiores a 95Ksi e 110Ksi, respectivamente. Por fim, os ensaios de DL-EPR mostraram que ambos os materiais no estado recebido sensitizaram a solução de 0,25 mol/L de H2SO4 com 0,01 mol/L de KCSN, em que esse efeito pode ter sido consequente dos materiais terem sofrido possíveis tratamentos térmicos de revenido a altas temperaturas durante suas fabricações.
metadata.dc.description.abstractother: During the 1990s, researches for economically more efficient alternatives of materials for use in oil and natural gas production and coating pipelines, mainly in offshore wells, provided the emergence of supermartensitic stainless steels. At that time, the supermatensitic stainless steels derivated from adjustments in the conventional martensitic stainless steel, whereby the carbon content was reduced (<0.03%) in order to improve the weldability, as well as additions of Ni (4-6%) and Mo (1-2%) were carried out to achieve a good balance of mechanical properties and corrosion resistance. In the present assessment, two samples of forged supermartensitic stainless steel mandrels of 95Ksi (FAM003) and 110Ksi (FBM001) were characterized. The characterization of these samples were carried out by chemical analysis through optical emission and combustion spectrometry methods, and also by the evaluation of mechanical properties, through tensile tests, Charpy impact tests at -10oC, and by Vickers hardness tests. The susceptibility to intergranular corrosion was analyzed by Double Loop Electrochemical Potentiokinetic Reactivation tests (DL-EPR) for both samples in the as received state, and in the condition as quenched at 1000 oC for 40 minutes cooled in water. Regarding the analysis of the obtained results, it was possible to classify the samples FAM003 and FBM001 as UNS S41427 and UNS S41426, respectively, in accordance to the supermartensitic stainless steels classes stated by the ANSI/NACE MR0175/ISO 15156 provisions. However, one of the laboratories reported a high carbon content for the FAM003 sample, above the limit established for AISM. The hardness tests results have also shown peaks of hardness along the cross section of the FBM001 sample, higher than the maximum recommended by the ISO 15156 standards for the UNS S41426 class. In addition, tensile tests results established that the materials of mandrels tested are properly classified according to their commercial grades, since all results for both FAM003 and FBM001 samples presented yield strengths higher than 95Ksi and 110Ksi, respectively. Finally, the DL-EPR tests showed that both materials in the received state sensitized to the solution of 0.25 mol/L H2SO4 with 0.01 mol/L KCSN, which this result may have been generated by possible heat treatments of tempering at high temperatures on these materials during their manufacturing processes.
URI: https://app.uff.br/riuff/handle/1/11439
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