Criteria for prediction of flow instabilities and microstructural manifestations during warm working of AISI 304L stainless steel

The deformation characteristics of 304L stainless steel in compression in the temperature range 20–700°C and strain rate range 0·001–100 s−1 have been studied with the aim of characterising the .flow instabilities occurring in the microstructure. At higher temperatures and strain rates the stainless steel exhibits flow localisation, whereas at temperatures below 500°C and strain rates lower than 0·1 s−1 the flow instabilities are due to dynamic strain aging. Strain induced martensite formation is responsible for the flow instabilities at room temperature and low strain rates (0·01 s−1). In view of the occurrence of these instabilities, cold working is preferable to warm working to achieve dimensional tolerance and reproducible properties in the product. Among the different criteria tested to explain the occurrence of instabilities, the continuum criterion, developed on the basis of the principles of maximum rate of entropy production and separability of the dissipation function, predicts accurately all the above instability features.

Influence of state of stress on the processing map for hot working of stainless steel type AISI 304L: compression vs. torsion

Processing maps for hot working of stainless steel of type AISI 304L have been developed on the basis of the flow stress data generated by compression and torsion in the temperature range 600–1200 °C and strain rate range 0.1–100 s−1. The efficiency of power dissipation given by 2m/(m+1) where m is the strain rate sensitivity is plotted as a function of temperature and strain rate to obtain a processing map, which is interpreted on the basis of the Dynamic Materials Model. The maps obtained by compression as well as torsion exhibited a domain of dynamic recrystallization with its peak efficiency occurring at 1200 °C and 0.1 s−1. These are the optimum hot-working parameters which may be obtained by either of the test techniques. The peak efficiency for the dynamic recrystallization is apparently higher (64%) than that obtained in constant-true-strain-rate compression (41%) and the difference in explained on the basis of strain rate variations occurring across the section of solid torsion bar. A region of flow instability has occurred at lower temperatures (below 1000 °C) and higher strain rates (above 1 s−1) and is wider in torsion than in compression. To achieve complete microstructure control in a component, the state of stress will have to be considered.

Comportamento tribocorrosivo do aço inoxidável e de ligas de titânio em meio salino

No presente trabalho, foram realizados ensaios de tribocorrosão no aço inoxidável AISI 304L, no titânio comercialmente puro (CPTi) e na liga de titânio Ti6Al4V em solução aquosa de 0,90% m/v NaCl. Amostras de ligas de titânio com tratamento térmico superficial de refusão a laser também foram utilizadas. Um tribômetro do tipo pino-no-disco com contracorpo de alumina foi usado. Técnicas eletroquímicas in situ de monitoramento em circuito aberto, espectroscopia de impedância eletroquímica, curvas de polarização e amperimetria de resistência nula foram empregadas. Os resultados obtidos indicam que o desgaste tribocorrosivo das ligas de titânio é mais intenso do que o observado no aço inoxidável, apresentando perfis de superfície mais irregulares. A análise da impedância eletroquímica mostrou que todos os materiais utilizados apresentam uma rápida recuperação da camada passiva, exibindo módulos e fases um pouco menores do que os medidos antes do desgaste. Sob atrito, os diagramas de impedância apresentam uma forte redução do módulo. Sob desgaste, o expoente α do elemento de fase constante (CPE) atinge seu valor mais baixo, enquanto o parâmetro γ é máximo. As curvas de polarização exibem potenciais menores e densidades de corrente de corrosão maiores durante o desgaste. O tratamento de refusão a laser, embora mude a microestrutura e a dureza superficial das amostras, não indica uma mudança aparente nos parâmetros eletroquímicos sob tribocorrosão, bem como do coeficiente de atrito. Nos ensaios de amperimetria de resistência nula, foi possível estimar a corrente mensurada no ARN por meio do emprego de um circuito elétrico equivalente. A densidade espectral de potência dos sinais de potencial e de corrente exibe a frequência de rotação (1,25 Hz) e seus harmônicos. Para baixas frequências (abaixo de 10 mHz), o decaimento obedece à relação 1 ⁄ e 1⁄ para os sinais de potencial e corrente, respectivamente.

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 de corrosão em sistema simulado de retortagem para processamento de folhelhos pirobetuminosos

O aço inoxidável é amplamente utilizado em sistemas para processamento e obtenção de derivados de folhelhos pirobetuminosos. Em função dos problemas de corrosão, originários da composição química dos folhelhos e do processamento em si, são gastos anualmente valores expressivos em manutenção e paradas programadas para reparos nestes sistemas. O presente trabalho busca estudar o processo de corrosão do aço inoxidável AISI 304L em meio simulado de retortagem de folhelhos, em condições de alta temperatura e em presença de elevados teores de enxofre, orgânico e inorgânico, empregando técnicas microscópicas e eletroquímicas. Os resultados mostraram que a temperatura influencia diretamente no processo de corrosão do aço, causando modificação na camada externa de óxidos. Este processo é agravado com a presença de sulfetos no meio, havendo formação, principalmente, de sulfetos de ferro sobre a superfície do aço inoxidável AISI 304L e consequente aumento do processo de corrosão. Foi observado que o enxofre de origem orgânica promove maior destruição da camada de óxido protetor do aço e aumento na formação do filme de sulfeto aderido à superfície deste material. Verificou-se ainda que o processo corrosivo é predominantemente químico, sendo o filme formado considerado protetor, do ponto de vista eletroquímico, no meio eletrolítico estudado

Caracterização de camadas nitrocementadas por plasma produzidas no aço inoxidável austenítico AISI 316L

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Avaliação da usinabilidade do aço inoxidável martensítico AISI 410

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Processing map for hot working of stainless steel type AISI 316L

Processing and instability maps using a dynamic materials model have been developed for stainless steel type AISI 316L in the temperature range 600-1250-degrees-C and strain rate range 0.001-100 s-1 with a view to optimising its hot workability. Stainless steel type AISI 316L undergoes dynamic recrystallisation, with a peak efficiency of 35% at 1250-degrees-C and 0.05 s-1, which are the optimum parameters for hot working this material. The material undergoes dynamic recovery at 900-degrees-C and 0.001 s-1. The increase in the dynamic recrystallisation and dynamic recovery temperatures in comparison with stainless steel type AISI 304L is attributed to the presence of a backstress caused by the molybdenum additions. These results are in general agreement with those reported elsewhere on stainless steel type 316 deformed in hot extrusion and hot torsion. At temperatures < 850-degrees-C and strain rates > 10 s-1, the material exhibits flow localisation owing to adiabatic shear band formation, whereas at higher temperatures (> 850-degrees-C) and strain rates (> 10 s-1) mechanical twinning and wavy slip bands are observed. (C) 1993 The Institute of Materials.

Influence of strain rate and state-of-stress on the formation of ferrite in stainless steel type AISI 304 during hot working

The influence of strain rate and state-of-stress on the formation of ferrite in stainless steel type AISI 304L, 304 and 304 as-cast, during hot working has been studied. Compression and torsion tests were conducted in the temperature range 1100 to 1250 degrees C and strain rate range 0.001 to 100 s(-1) on these materials, Ferrite formation occurs during deformation at temperatures above 1150 degrees C and strain rates above 10 s(-1), in stainless steel type AISI 304L and 304. The tendency for the formation of ferrite is more in as-cast 304 than in wrought 304, In as-cast 304 the ferrite forms at lower temperatures and strain rates, The tendency for the ferrite formation is more in torsion than in compression.

Avaliação da resistência à corrosão do aço AISI 420 depositado por processos variados de aspersão térmica

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Influência da velocidade de circulação do leite na adesão de Pseudomonas aeruginosa sobre aço inoxidável

A influência da velocidade de circulação do leite na adesão bacteriana de Pseudomonas aeruginosa foi avaliada em teste de uso simulado por meio de um modelo de circuito de processamento de leite. O circuito é composto por uma tubulação de aço inoxidável AISI 304, com 1,9 cm de diâmetro e 5,8 m de comprimento, além de um tanque de 25 L, utilizado como reservatório do produto e das soluções sanitizantes. O reservatório foi acoplado a uma bomba centrífuga de ½ HP, para impulsionar o alimento ou soluções de higienização pelo sistema equipado com cupons de prova em aço inoxidável nas formas cilíndrica, cotovelo 90º e T. As velocidades de circulação foram de 0,5, 1,0 e 1,5 m.s^–1, correspondentes a fluxo turbulento com número de Reynolds de 14.000, 28.000 e 42.000, respectivamente. Quando se utilizou velocidade de 0,5 m.s^–1, permaneceram aderidas à superfície 10,7% das células. Já nas velocidades e 1,0 e 1,5 m.s^–1 as porcentagens de adesão foram de 5,36 e 4,9%, respectivamente, o que demonstra uma menor remoção de células aderidas à medida que o fluxo diminui, permitindo assim que mais células permaneçam aderidas na linha de produção, o que pode favorecer a formação de biofilmes.

Caracterização microestrutural e propriedades mecânicas em pinos para transmissão mecânica de aço inoxidável martensítico e pinos fusíveis de latão em chave de alta tensão

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEB