Microstructural and electrochemical characterization of friction stir welded duplex stainless steels

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Brazeability of UNS 32101 and UNS S32304 lean duplex stainless steels

CAPES

Morfologia e topografia de superfícies de aço inoxidável duplex UNS S32205, submetidas à erosão por impactos de partículas de alumina em fluxo de ar.

Os aços inoxidáveis duplex vêm sendo cada vez mais utilizados em aplicações que demandam maior resistência à corrosão que os aços inoxidáveis tradicionais. Suas aplicações em estruturas ao ar livre, ou submersas, motivam estudos sobre seu desempenho em variadas situações, como no caso de exposição ao desgaste erosivo.O presente trabalho estuda os efeitos da erosão por impacto de partículas sólidas em superfícies de amostras de um aço inoxidável duplex UNS S32205, tanto do ponto de vista morfológico quanto do topográfico. Superfícies de amostras polidas e posteriormente submetidas a ataques erosivos com partículas de alumina em fluxo de ar, foram examinadas por microscopia eletrônica de varredura, para verificação das formas de desgaste obtidas, e submetidas a ensaios de rugosidade, para determinação do perfil e avaliação da evolução do processo erosivo. Foi feito um exame mais detalhado de formatos de crateras, para comparação com mecanismos propostos em modelos descritos na literatura e com resultados de simulações pelo método dos elementos finitos. Nesse aspecto, o método utilizado mostrou-se tão eficaz quanto aos métodos tradicionais de estudos balísticos com uma só partícula, além de mais abrangente e econômico. As medidas de rugosidade superficial e as informações estatísticas derivadas sinalizaram a possibilidade de utilização dessa ferramenta para avaliar as condições de efetiva perda de massa, que caracterizam a erosão.

Influence of surface texture on the galling characteristics of lean duplex and austenitic stainless steels

Two simulative test methods were used to study galling in sheet forming of two types of stainlesssteel sheet: austenitic (EN 1.4301) and lean duplex LDX 2101 (EN 1.4162) in different surface conditions. Thepin-on-disc test was used to analyse the galling resistance of different combinations of sheet materials and lubricants. The strip reduction test, a severe sheet forming tribology test was used to simulate the conditionsduring ironing. This investigation shows that the risk of galling is highly dependent on the surface texture of theduplex steel. Trials were also performed in an industrial tool used for high volume production of pumpcomponents, to compare forming of LDX 2101 and austenitic stainless steel with equal thickness. The forming forces, the geometry and the strains in the sheet material were compared for the same component.It was found that LDX steels can be formed to high strain levels in tools normally applied for forming ofaustenitic steels, but tool adaptations are needed to comply with the higher strength and springback of thematerial.

Influência da potência de laser Nd: YAG na soldagem do aço inoxidável duplex UNS S32205

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEIS

Influência do aporte térmico da soldagem GTAW no balanço de fases Ferrita/Austenita do Aço Inoxidável Duplex UNS S32205

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEIS

Caracterização metalúrgica de juntas de aço inoxidável superduplex soldadas por processo TIG autógeno

Os aços inoxidáveis do tipo duplex possuem grande importância na indústria, principalmente na do petróleo e gás natural, por apresentarem elevada resistência mecânica e excelente resistência à corrosão. Caracterizam-se por apresentar estrutura bifásica, constituída de proporções praticamente iguais de ferrita e austenita. O presente trabalho caracterizou juntas soldadas por TIG autógeno de aço inoxidável duplex UNS S32760. Foram confeccionados quatro grupos de amostras, provenientes da variação da corrente de soldagem e consequentemente do aporte térmico (corrente de pico: 25A e 40A - aporte térmico: 0,12KJ/mm e 0,19KJ/mm) e da composição do gás de proteção (argônio puro ou argônio contendo 2,5% nitrogênio). Foram utilizadas técnicas de caracterização por metalografia colorida, análise e processamento digital de imagens, ensaios de microdureza Vickers. Para avaliar a resistência à corrosão foram realizados ensaios de potencial em circuito aberto com solução de cloreto férrico (FeCl3) e eletrodo de referência de calomelano saturado. A análise quantitativa das fases ferrita e austenita presentes nas juntas soldadas mostrou que a adição de nitrogênio no gás de proteção favoreceu a formação da fase austenita, variando de 11% (sem nitrogênio) para 26% (com nitrogênio) a quantidade desta fase. Em uma análise qualitativa a variação do aporte térmico: 0,12KJ/mm para 0,19KJ/mm resultou no aumento do tamanho de grãos da fase ferrita.

Análise de componentes principais aplicada a ruído eletroquímico

Neste trabalho foi utilizado um método matemático para classificar registros de potencial e corrente de ensaios de corrosão na técnica de amperimetria de resistência nula (ZRA). Foi aplicado o método estatístico de múltiplas variáveis simples chamado Análise dos Componentes Principais (PCA), cujo objetivo principal foi identificar padrões nestes dados de ruído eletroquímico. Foram testados o aço carbono UNS G10200, os aços inoxidáveis austenítico UNS S31600 e o superduplex UNS S32750 em meios de ácido sulfúrico (5% H2SO4), cloreto férrico (0,1 mol/L FeCl3) e hidróxido de sódio (0,1% NaOH). Os ensaios foram replicados com oito repetições para se ter reprodutibilidade e conhecimento dos aspectos estatísticos envolvidos. Os resultados mostraram que a análise de componentes principais pode ser utilizada como uma ferramenta para analisar sinais de ruído eletroquímico, identificando os clusters dos comportamentos potencial-tempo, corrente-tempo e acessoriamente identificar os outliersdos registros temporais.

Electrochemical study of UNS S32550 super duplex stainless steel corrosion in turbulent seawater using the rotating cylinder electrode

The cathodic and anodic characteristics of freshly polished and pre-reduced UNS S32550 (ASTM A479) super duplex stainless steel in a filtered and conductivity-adjusted seawater have been investigated under controlled flow conditions. A rotating cylinder electrode was used together with both steady and non-steady-state voltammetry and a potential step current transient technique to investigate the electrode reactions in the fully characterized electrolyte. Both oxygen reduction and hydrogen evolution were highly irreversible and the material exhibited excellent passivation and repassivation kinetics. Relative corrosion rates were derived and the corrosion mechanism of the alloy was found to be completely independent of the mass-transfer effects, which can contribute to flow-induced corrosion.

Identificação da fase sigma em uma junta soldada pelo processo TIG manual autógeno de um aço hiperduplex SAF 2707HD (UNS S32707) por difração de raios-x.

O aço inoxidável hiperduplex possui alta resistência a corrosão por pite em ambientes contendo cloretos, quando comparado a outros aços inoxidáveis comercialmente conhecidos. Possui boas propriedades mecânicas, com limite de escoamento superior a 700MPa e limite de resistência a tração em torno de 1000MPa. Essas propriedades o tornam muito atrativos para aplicações em ambientes contendo cloretos, e por isso tem tido destaque na indústria de óleo e gás, refinarias, plataformas offshore, etc. A liga hiperduplex é composta por uma estrutura bifásica, contendo proporções aproximadamente iguais de ferrita e austenita. Esse material possui boa soldabilidade, mas por ser termodinamicamente metaestável, em altas temperaturas pode ocorrer a precipitação de fases intermetálicas não desejáveis, o que resulta em perda de propriedades mecânicas e diminuição da resistência a corrosão. A fase sigma tem sido fortemente estudada, pois é comum sua precipitação nos aços inoxidáveis da família duplex durante o procedimento de soldagem se este não for muito bem controlado. A fase sigma precipita preferencialmente na fase ferrítica, devido a maior concentração de Cr e Mo, que são os elementos formadores da fase. A resistência a corrosão é reduzida e as propriedades mecânicas do material são alteradas o tornando frágil devido a presença da fase sigma. É formada entre 600C e 1000C e possui uma estrutura tetragonal complexa. O objetivo do trabalho foi identificar a possível presença da fase sigma na junta soldada do aço inoxidável hiperduplex SAF 2707 HD (UNS S32707) pelo processo TIG autógeno manual através da difração de raios-x. Nessa pesquisa, foram analisadas uma junta soldada do material pelo processo TIG autógeno manual com arco pulsado. Complementando o estudo foram analisadas seis amostras do aço inoxidável superduplex, sendo que cinco amostras sofreram tratamento térmico para a proposital formação da fase sigma. O refinamento do resultado da difração das amostras foi feito utilizando o método de Rietveld no software Topas Academic versão 4.1. O resultado da amostra soldada de hiperduplex apresentou as fases austenita, ferrita e alguns prováveis óxidos. Os resultados das amostras de superduplex tratadas termicamente apresentaram a fase sigma, conforme esperado na pesquisa, e as fases austenita e ferrita.

Lean Production - zurück zur Meisterfertigung?

Kleine Losgrößen, bedingt durch immer neue Kundenanforderungen nach speziellen Produktausführungen, lassen aus Wettbewerbsgründen eine konventionelle Massenproduktion mit unfelxiblen Produktionsabläufen nicht mehr zu. Neue Wege sind nötig, um gegenüber der Konkurrenz - besonders aus Fernost - auch in Zukunft wettbewerbsfähig zu bleiben. Dabei hat gerade diese Konkurrenz mnachen Anstoss zur Veränderung durch für uns ungewohnte Wettbewerbsstrategien gegeben. Auch wenn viele der Grundlagen und Methoden dieser Strategien aus Europa stammen, wurden sie sehr geschickt und innovativ den dortigen gesellschaftlichen und technologischen Randbedingungen angepasst. Nun sind sie in anderer Form bei uns wieder ins Bewusstsein zurückgekehrt. Dies gilt insbesondere für Lean Production, die "schlanke" Produktion. Hier können die Fachleute bei uns lernen, wie sich durch Mitarbeitermotivierung, Vereinfachung und Dezentralisierung der Abläufe der Weltkostenstand wieder erreichen lässt.