Caracterização da resistência a corrosão de camadas obtidas por nitretação a plasma e deposição física de vapor sobre aço inoxidável AISI 316 L

A técnica de revestimento duplex combina dois processos: o tratamento de nitretação a plasma da superfície e a deposição de uma camada via PVD. O processo de nitretação a plasma sob condições controladas pode produzir a chamada “fase S” sem a presença de nitretos de cromo, o que confere ao aço tratado maior dureza e melhor resistência à corrosão. Os revestimentos de nitreto de titânio melhoram a dureza superficial do material, porém defeitos e poros podem expor o substrato ao meio. Este trabalho consiste no estudo da resistência à corrosão do aço inoxidável austenítico AISI 316L revestido com camada duplex em meio contendo cloretos. As camadas nitretadas a plasma foram obtidas pelo processo de nitretação iônica e os revestimentos Ti/TiN foram obtidos pelo processo de deposição física de vapor assistida por plasma (PAPVD). Os corpos de prova foram inicialmente avaliados por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e a composição das fases foi identificada por difração de raios-x (DRX). A dureza foi avaliada por nanoidentação e a rugosidade superficial também foi medida. Os testes de resistência à corrosão foram feitos por voltametria cíclica (VC) e os ensaios de corrosão acelerada em câmara de névoa salina. A amostra nitretada a 400°C por 4 horas e mistura gasosa de 5%N2- 95%H2 apresentou o melhor desempenho de resistência à corrosão em meio contendo cloretos. A resistência à corrosão foi associada à estrutura obtida após o tratamento por nitretação a plasma e deposição física de vapores (PVD).

Estudo sobre o efeito dos parâmetros de processamento dos pós e sinterização do aço inox 316l reforçado com NbC

This masther dissertation presents a contribution to the study of 316L stainless steel sintering aiming to study their behavior in the milling process and the effect of isotherm temperature on the microstructure and mechanical properties. The 316L stainless steel is a widely used alloy for their high corrosion resistance property. However its application is limited by the low wear resistance consequence of its low hardness. In previous work we analyzed the effect of sintering additives as NbC and TaC. This study aims at deepening the understanding of sintering, analyzing the effect of grinding on particle size and microstructure and the effect of heating rate and soaking time on the sintered microstructure and on their microhardness. Were milled 316L powders with NbC at 1, 5 and 24 hours respectively. Particulates were characterized by SEM and . Cylindrical samples height and diameter of 5.0 mm were compacted at 700 MPa. The sintering conditions were: heating rate 5, 10 and 15◦C/min, temperature 1000, 1100, 1200, 1290 and 1300◦C, and soaking times of 30 and 60min. The cooling rate was maintained at 25◦C/min. All samples were sintered in a vacuum furnace. The sintered microstructure were characterized by optical and electron microscopy as well as density and microhardness. It was observed that the milling process has an influence on sintering, as well as temperature. The major effect was caused by firing temperature, followed by the grinding and heating rate. In this case, the highest rates correspond to higher sintering.

Efeito da radiação micro-ondas na sinterização em fases sólida e líquida de pós de aço inoxidável 3I6L

Tese submetida à Universidade de Coimbra, Faculdade de Ciências e Tecnologia e aprovada em provas públicas para a obtenção do Grau de Doutor em Engenharia Mecânica (especialidade de Ciência dos Materiais)

Estudo sobre o efeito dos parâmetros de processamento dos pós e sinterização do aço inox 316l reforçado com NbC

This masther dissertation presents a contribution to the study of 316L stainless steel sintering aiming to study their behavior in the milling process and the effect of isotherm temperature on the microstructure and mechanical properties. The 316L stainless steel is a widely used alloy for their high corrosion resistance property. However its application is limited by the low wear resistance consequence of its low hardness. In previous work we analyzed the effect of sintering additives as NbC and TaC. This study aims at deepening the understanding of sintering, analyzing the effect of grinding on particle size and microstructure and the effect of heating rate and soaking time on the sintered microstructure and on their microhardness. Were milled 316L powders with NbC at 1, 5 and 24 hours respectively. Particulates were characterized by SEM and . Cylindrical samples height and diameter of 5.0 mm were compacted at 700 MPa. The sintering conditions were: heating rate 5, 10 and 15◦C/min, temperature 1000, 1100, 1200, 1290 and 1300◦C, and soaking times of 30 and 60min. The cooling rate was maintained at 25◦C/min. All samples were sintered in a vacuum furnace. The sintered microstructure were characterized by optical and electron microscopy as well as density and microhardness. It was observed that the milling process has an influence on sintering, as well as temperature. The major effect was caused by firing temperature, followed by the grinding and heating rate. In this case, the highest rates correspond to higher sintering.

Adesão de linhagem selvagem de Streptococcus thermophilus em superfície de aço inoxidável e efeitos da higienização na sua remoção

A wild strain of Streptococcus thermophilus isolated from pasteurized milk was evaluated using an experimental model with respect to its adhesion onto stainless steel surfaces and its behaviour when submitted to cleansing and sanification. In milk, the adhesion of the microorganism on to stainless steel surfaces was studied after 6 hours of contact at 45°C with agitation, and after a cleansing process involving cleaning stages with alkaline and acid detergents followed by sanification, in order to evaluate the resistance of the adhered cells. The microorganism adhered to stainless steel surfaces producing a cell load of 10(4) CFU/cm². After alkaline cleansing, no adhered cells were detected but 6 CFU/cm² were still detected on the surfaces after acid cleansing. Cleansing, followed by sanification with sodium hypochlorite, was sufficient to reduce the load of wild S. thermophilus on the stainless steel surfaces to non-detectable levels. The experimental model proved adequate for the study indicating that the wild microorganism S. thermophilus produces biofilms on stainless steel surfaces. Alkaline cleansing remove more that 99.9% of the adhered cells. The few cells adhered on the surface are removed by acid cleansing demonstrating the need to use different steps and types of detergent for efficient cleansing. The best results for the removal of these biofilms are obtained by using alkaline cleansing followed by acid cleaning, this procedure being more efficient when complemented by sanification with sodium hypochlorite.

A corrosão do aço inoxidável austenítico 304 em biodiesel

As distribuidoras de combustíveis utilizam containers de aço inoxidável para o armazenamento de biocombustíveis, entretanto, na literatura, há poucos relatos sobre os aspectos corrosivos desse aço em biodiesel. O objetivo desse trabalho é estudar o comportamento corrosivo do aço inoxidável austenítico 304 na presença de biodiesel, não lavado e lavado com soluções aquosas de ácido cítrico, oxálico, acético e ascórbico 0,01 mol L-1e comparar com os resultados obtidos para o cobre (ASTM D130). Empregaram-se técnicas como: espectrometria de absorção atômica (EAA) e microscopia óptica (MO). Os resultados de EAA mostraram uma baixa taxa de corrosão para o aço inoxidável, os elementos de liga estudados foram Cr, Ni e Fe, a maior taxa observada foi para o cromo, 1,78 ppm/dia em biodiesel não lavado ou lavado. As MO do aço 304, quando comparados com as do cobre, comprovaram a baixa taxa de corrosão para o sistema aço 304/biodiesel, entretanto comprovaram que, tanto o aço 304, quanto o cobre, sofrem corrosão em amostras de biodiesel.

Investigation on the intergranular corrosion resistance of the AISI 316L(N) stainless steel after long time creep testing at 600 degrees C

The effect of precipitation on the corrosion resistance of AISI 316L(N) stainless steel previously exposed to creep tests at 600 degrees C for periods of up to 10 years, has been studied. The corrosion resistance was investigated in 2 M H(2)SO(4)+0.5 M NaCl+0.01 M KSCN solution at 30 degrees C by electrochemical methods. The results showed that the susceptibility to intergranular corrosion was highly affected by aging at 600 degrees C and creep testing time. The intergranular corrosion resistance decreased by more than twenty times when the creep testing time increased from 7500 h to 85,000 h. The tendency to passivation decreased and less protective films were formed on the creep tested samples. All tested samples also showed susceptibility to pitting. Grain boundary M(23)C(6) carbides were not found after long-term exposure at 600 degrees C and the corrosion behavior of the creep tested samples was attributed to intermetallic phases (mainly sigma phase) precipitation. (C) 2007 Elsevier Inc. All rights reserved.

Structure and properties of an austenitic stainless steel AISI 316L grade ASTM F138 after low temperature plasma nitriding

Austenitic stainless steels cannot be conventionally nitrided at temperatures near 550 degrees C due to the intense precipitation of chromium nitrides in the diffusion zone. The precipitation of chro-mium nitrides increases the hardness but severely impairs corrosion resistance. Plasma nitriding allows introducing nitrogen in the steel at temperatures below 450 degrees C, forming pre-dominantly expanded austenite (gamma(N)), with a crystalline structure best represented by a special triclin-ic lattice, with a very high nitrogen atomic concentration promoting high compressive residual stresses at the surface, increasing substrate hardness from 4 GPa up to 14 GPa on the nitrided case.

Estudo da corrosão e inibição dos aços carbono AISI 1010, inoxidável AISI 316 e duplex UNS S31803 em meio de solução de íons cloreto

O comportamento da corrosão e inibição à corrosão dos aços carbono AISI 1010, inox AISI 316 e duplex UNS S31803 foi estudado em meio de solução de íons cloreto à 3,0% (m/v), na ausência e presença do benzimidazol e imidazol como inibidores. A caracterização química e morfológica dos aços foi realizada por meio das técnicas de espectrometria de emissão ótica, difração de raios X (DRX), microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e energia dispersiva de raios X (EDX). As análises eletroquímicas foram realizadas através das técnicas de polarização potenciodinâmica e espectroscopia de impedância eletroquímica. As análises de DRX e de metalografia mostraram as fases presentes em cada aço, sendo o aço AISI 1010 composto pela fase ferrita, o aço AISI 316 pelas fases de FeNi e Cr e o aço UNS S31803 pelas fases austenita e ferrita. Além disso, a metalografia e as análises de MEV e EDX permitiram identificar regiões e certos elementos presentes nos aços que propiciam à ocorrência da corrosão, tais como inclusões. Os inibidores foram testados em diferentes concentrações (25 ppm, 50 ppm, 100 ppm, 500 ppm e 1000 ppm) para os três aços, através das curvas de polarização e impedância eletroquímica, e verificou-se que para todas as concentrações houve aumento da resistência à corrosão dos aços. Pelas curvas de polarização verificou-se que o benzimidazol proporcionou aos aços AISI 1010, AISI 316 e UNS S31803, eficiências de inibição de cerca de 51%, 71% e 75%, respectivamente. Enquanto que o imidazol apresentou eficiência de cerca de 73%, 95% e 86%, respectivamente. Os resultados de impedância eletroquímica mostraram que as eficiências de inibição do benzimidazol foram de aproximadamente 52%, 73% e 71%, respectivamente, para os aços AISI 1010, AISI 316 e UNS S31803. E por sua vez, o imidazol apresentou eficiências de aproximadamente 96% para os aços AISI 1010 e AISI 316 e 85% para o aço UNS S31803. O teste de perda de massa mostrou que para o aço AISI 1010 tanto o benzimidazol quanto e o imidazol inibiram a corrosão, sendo que reduziram a corrosão em cerca de 17% e 24%, respectivamente. Nas análises das curvas de polarização em estudos com a água do mar observou-se que os inibidores foram menos eficientes do que em meio de solução de cloreto. O benzimidazol obteve eficiências de cerca de 14%, 50% e 33%, respectivamente, para os aços AISI 1010, AISI 316 e UNS S31803. Enquanto que o imidazol apresentou eficiências de aproximadamente 21%, 59% e 34%, respectivamente. Em todas as análises eletroquímicas e análise de perda de massa, o imidazol se mostrou o melhor inibidor para os aços estudados.

Estudo do escoamento dos produtos da combustão no interior de uma conduta de evacuação de turbinas a gás utilizadas para propulsão naval

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica

Determinação das tensões residuais e deformações resultantes do processo de soldadura TIG através do método dos elementos finitos

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Mecânica

Análise de um sistema de evacuação de produtos da combustão de turbinas a gás utilizadas para propulsão naval

De modo a eliminar a propagação de fissuras ocorridas em condutas de evacuação de produtos da combustão de turbinas a gás utilizadas para propulsão naval, neste estudo é feita a avaliação de diferentes geometrias alternativas para a estrutura mencionada, assim como se avalia a possibilidade de substituição local, nas zonas críticas, do material actualmente utilizado na conduta por uma nova liga de alta resistência. A possibilidade de utilizar um novo aço inoxidável austenítico Cr-Mn, de alta resistência (ThyssenKrupp, 2009), está a ser estudada e alguns resultados experimentais efectuados a este material, obtidos a temperatura ambiente e a alta temperatura, são apresentados. Este trabalho pode ser dividido em duas partes principais. Uma primeira parte onde se apresenta a análise experimental realizada e uma segunda parte, que trata a simulação numérica da conduta por elementos finitos. Na análise experimental foram realizados ensaios de tracção uniaxial, ensaios de dureza e de caracterização geométrica do cordão de soldadura de ligações soldadas de tipo topo a topo entre o aço AISI 316L e o aço Cr-Mn. Alguns dos resultados experimentais obtidos em provetes soldados com combinações dos materiais de base, aço AISI316L e Cr-Mn, a 24ºC e 350ºC, são: a tensão de cedência do aço Cr-Mn é cerca de 66% e 35% mais elevada que a obtida para o aço AISI 316L, a 24 e 350ºC, respectivamente; a tensão de rotura é também 33% e 19% mais elevada que o aço AISI 316L, para as mesmas temperaturas. Os ensaios de dureza revelam valores médios que estão de acordo com as propriedades mecânicas obtidas à temperatura ambiente. Tendo como referência os resultados experimentais obtidos para as propriedades mecânicas dos materiais, assim como a distribuição de temperaturas e de pressão interna devido aos gases resultantes da combustão, foi feita a simulação numérica de diferentes geometrias da conduta, tendo sido determinado o nível das tensões presentes na superfície da conduta. A distribuição de temperatura e pressão introduzidas nas análises numéricas foram calculadas e verificada a sua validade por comparação com os resultados obtidos por (Cruz, 2009). Os resultados das análises numéricas sugerem que a alteração da geometria actual da conduta pode ser benéfica uma vez que as tensões principais máximas induzidas na estrutura podem diminuir mais de 26%, quando comparadas com as tensões termomecânicas induzidas na geometria actual da conduta.

Análise e dimensionamento de elementos estruturais de aço inoxidável

Tradicionalmente, o aço inoxidável não tem sido utilizado na Construção como material estrutural corrente devido ao seu elevado custo, sendo normalmente a sua utilização motivada por condicionalismos arquitetónicos e estéticos. Contudo, nos últimos anos, com a introdução dos Eurocódigos e do conceito de materiais sustentáveis, o interesse na utilização deste material em estruturas correntes de Engenharia Civil tem vindo a aumentar consideravelmente. Esta dissertação tem como objetivo, com base na compilação bibliográfica descritiva das características do aço inoxidável como material estrutural, discutir o processo de verificação da segurança, de acordo com o Eurocódigo 3, de elementos de aço inoxidável apresentando exemplos práticos de dimensionamento. Do presente estudo verificou-se que a aplicabilidade do aço inoxidável como material estrutural corrente, embora seja possível através da norma europeia respetiva (Eurocódigo 3 - Parte 1-4) é ainda muito limitada pois este Eurocódigo é demasiado conservativo para esse material e por isso ineficiente. Assim, para um dimensionamento económico, é necessário que seja aproveitada a plasticidade inerente do material e que se proceda a uma revisão da norma europeia, de modo a refletir as diferenças do aço inoxidável em relação ao aço carbono, como proposto pelo método da resistência contínua.

Estudo comparativo randomizado do implante de Stent de aço inoxidável recoberto por carbono semelhante ao diamante versus não recoberto em pacientes com doença arterial coronariana

OBJETIVO: Comparar as taxas de reestenose e de eventos cardíacos maiores em um e seis meses pós-implante de stents recobertos com CSD com os não-recobertos. MÉTODOS: Estudo comparativo, prospectivo, randomizado, de 180 pacientes com diagnóstico de insuficiência coronária, submetidos a implante de stent recoberto com CSD (Phytis®) ou stent não-recobertos (Penta®), no período de janeiro de 2003 a julho de 2004. Foram critérios de inclusão: lesão de novo com porcentual de estenose em diâmetro > 50% em artéria coronária com diâmetro de referência > 2,5 mm e < 4 mm e extensão < 20 mm; e de exclusão: lesões localizadas no TCE, bifurcações, oclusões crônicas e reestenose intra-stent. RESULTADOS: As características basais dos grupos foram clinica e angiograficamentemente semelhantes. O sucesso do procedimento foi obtido em 98,9% dos pacientes nos dois grupos. Ocorreu uma morte cardíaca na fase hospitalar em cada grupo. O diâmetro de referência e o ganho agudo foram maiores no grupo Penta® (3,21±0,37 mm vs 3,34±0,8 mm, p=0,02 e 2,3±0,5 vs 2,49±0,5, p=0,009, respectivamente). O seguimento angiográfico aos seis meses mostrou taxas semelhantes de reestenose (24,3% vs 21,8%, p=0,84) e de eventos cardíacos maiores (16,8% vs 17,5%, p=1). CONCLUSÃO: Os stents recobertos com CSD não apresentaram resultados superiores em relação aos stents não-recobertos.

Reação de geração de oxigênio em eletrodos de Mn2O3 suportados em aço inoxidável

A study of the kinetics of oxygen evolution in alkaline conditions from ceramic films of Mn2O3 supported on stainless steel was carried out. This study has been done through the determination of transfer coefficients, Tafel slopes and exchange currents using potentiodynamic and quasi-potentiostatic measurements. The activation energy was determined as a function of the overpotential and, additionally, the electrode active surface was estimated. The results are consistent with data already published for other electrodes, implying that the methods used in this work were reliable and precise.