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FASE SIGMA EM AÇOS INOXIDÁVEIS DUPLEX E SUPERDUPLEX: CINÉTICA, MODELOS DE CAHN, RECONSTRUÇÃO 3D E SENSITIZAÇÃO
Mendes, Priscila Sousa Nilo
Abstract
Aços inoxidáveis duplex (AID) e aços inoxidáveis superduplex (AISD) são classes importantes de aços inoxidáveis, pois combinam os benefícios das fases austenita e ferrita. Isso resulta em aços com melhores propriedades mecânicas e maior resistência à corrosão. Devido a essas características, AID e AISD são amplamente empregados na indústria. No entanto, o aparecimento de fases intermetálicas indesejáveis em sua microestrutura prejudica as propriedades do AID e do AISD. Dentre as fases intermetálicas indesejáveis, a principal é a fase sigma (σ), que pode ser nucleada quando o aço é exposto à faixa de temperatura entre 650°C e 900°C, reduzindo a tenacidade do aço e sua resistência à corrosão. Neste trabalho, a razão de contiguidade é aplicada pela primeira vez para descrever o caminho microestrutural no estudo da precipitação da fase sigma no AISD. A razão de contiguidade mostra que a distribuição dos limites ferrita/sigma é homogênea. Assim, é razoável inferir que se tem uma distribuição uniforme de núcleos de fase sigma dentro da ferrita. Sobre a cinética de formação da fase sigma, o AID pode ser descrito pela equação clássica de Johnson-Mehl, Avrami e Kolmogorov (JMAK), enquanto para o AISD, a cinética tende a seguir o modelo de Cahn para nucleação nas arestas do grão. É apresentado a reconstrução tridimensional (3D) da fase sigma no AISD. Para tal foi empregada a técnica de seccionamento em série (“serial section”), com o objetivo de reconstruir a estrutura da fase sigma em uma matriz de ferrita e austenita, através da aquisição de seções planas bidimensionais da microestrutura. Os resultados demonstram que a fase sigma nucleia nas arestas das interfaces ferrita/austenita como indicado pelo modelo de Cahn. Além disso, a fase sigma cresce e consome a ferrita, mas não está totalmente interligada. Finalmente, o comportamento eletroquímico do material foi avaliado por testes eletroquímicos (potencial em circuito aberto, curva de polarização cíclica e a técnica de reativação potenciodinâmica de duplo loop (DL – EPR). Foi realizada caracterização microestrutural via microscopia óptica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia por energia dispersiva (EDS). Com o auxílio da distribuição estatística de cromo após corrosão, nota-se que o grau de sensitização (GDS) aumenta com o tempo de tratamento térmico, devido à precipitação da fase sigma. Observa-se que a densidade de corrente de reativação (iᵣ) aumenta com o aumento da fração volumétrica de sigma, provando que a (iᵣ) está relacionada com a fase sigma. Nota-se também que a densidade de corrente (iᵣ) é maior para as amostras do AISD quando comparado as amostras do AID. A densidade de corrosão (icₒᵣᵣ) do AISD é menor que o AID, devido a sua composição química com valores mais elevados do elemento cromo que garante elevada resistência a corrosão.
[Texto sem Formatação]
Document type
Tese
Source
MENDES, Priscila Sousa Nilo. Fase sigma em aços inoxidáveis duplex e superduplex: cinética, modelos de cahn, reconstrução 3D e sensitização. 2023. 230 f. Tese (Doutorado) - Curso de Engenharia Metalúrgica, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica, Universidade Federal Fluminense, Volta Redonda, 2023.
Subject(s)
Fase sigma
Contiguidade
Cinética
Modelos de Cahn
Reconstrução 3D
Grau de sensitização
Técnica de reativação potenciodinâmica de duplo loop (DL - EPR)
Aço inoxidável duplex
Aço inoxidável superduplex
Produção intelectual
Engenharia Metalúrgica
Sigma phase
Contiguity
Kinetics
Cahn models
3D reconstruction
Sensitization degree
Double-loop potentiodynamic reactivation technique (DL-EPR)
 
URI
http://app.uff.br/riuff/handle/1/31387
License Term
CC-BY-SA
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