Title

AVALIAÇÃO DA MICROQUÍMICA E SOLIDIFICAÇÃO EM INTERFACES DISSIMILARES ENTRE AÇO 9NI E A LIGA INCONEL 625

ASSESSMENT OF MICROCHEMICAL AND SOLIDIFICATION CHARACTERISTICS OF 9NI STEEL AND INCONEL 625 DISSIMILAR INTERFACES

Authorship

MORAES, LUCAS ALVES DE; MARINHO, RICARDO REPPOLD; PAES, MARCELO TORRES PIZA; DALPIAZ, GIOVANI; MIRANDA, HÉLIO CORDEIRO DE; MOTTA, MARCELO FERREIRA; SILVA, CLEITON CARVALHO

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DALPIAZ, GIOVANI

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MIRANDA, HÉLIO CORDEIRO DE

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MOTTA, MARCELO FERREIRA

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SILVA, CLEITON CARVALHO

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DOI

10.5151/2594-5327-42338

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Abstract

Juntas soldadas dissimilares entre aço 9%Ni e Inconel 625 são empregadas em unidades de injeção de CO₂ para sistemas submarinos de produção de petróleo, exigindo resistência mecânica e tenacidade à fratura em condições criogênicas. A soldagem de materiais dissimilares cria Zonas de Alta Diluição (ZAD) próximas à linha de fusão, cuja microestrutura resulta da interação entre as composições químicas das ligas envolvidas e a dinâmica da poça de fusão Este trabalho investigou as ZADs formadas durante a soldagem circunferencial multipasse de tubos de aço 9%Ni com metal de adição AWS ER NiCrMo-3 (Inconel 625), por meio de MEV, EDS e EBSD. Foram identificadas duas regiões distintas: ZAD contínua (ZAD-c), com estrutura cúbica de face centrada e crescimento epitaxial a partir da ZAC do 9Ni, e ZAD descontínua (ZAD-d), com microestrutura martensítica em ripas, a qual, por meio de reconstrução de grão-parental, também se mostrou fonte de nucleação heterogênea para crescimento epitaxial de grãos da zona fundida. Observou-se a distinção em termos de composição química entre as diferentes regiões, fator o qual possui direta influência na plasticidade localizada da interface dissimilar.

DISSIMILAR WELDED JOINTS BETWEEN 9%NI STEEL AND INCONEL 625 ARE USED IN CO₂ INJECTION UNITS FOR SUBSEA OIL PRODUCTION SYSTEMS, REQUIRING MECHANICAL STRENGTH AND FRACTURE TOUGHNESS UNDER CRYOGENIC CONDITIONS. THE WELDING OF DISSIMILAR MATERIALS CREATES HIGH DILUTION ZONES (HDZ) NEAR THE FUSION LINE, WHOSE MICROSTRUCTURE RESULTS FROM THE INTERACTION BETWEEN THE BASE METALS’ PROPERTIES AND THE MOLTEN POOL DYNAMICS. THIS STUDY INVESTIGATED THE HDZS FORMED DURING THE MULTIPASS CIRCUMFERENTIAL WELDING OF 9%NI STEEL PIPES USING AWS ER NICRMO-3 (INCONEL 625) AS FILLER METAL, THROUGH SEM, EDS, AND EBSD ANALYSES. TWO DISTINCT REGIONS WERE IDENTIFIED: CONTINUOUS HDZ (C-HDZ), WITH A FACE-CENTERED CUBIC STRUCTURE AND EPITAXIAL GROWTH FROM THE 9NI HAZ, AND DISCONTINUOUS HDZ (D-HDZ), WITH A LATH MARTENSITIC MICROSTRUCTURE WHICH, THROUGH PARENT GRAIN RECONSTRUCTION, WAS ALSO SHOWN TO ACT AS A SOURCE OF HETEROGENEOUS NUCLEATION FOR NEIGHBORING GRAINS. A DISTINCTION IN CHEMICAL COMPOSITION BETWEEN THE DIFFERENT REGIONS WAS OBSERVED, A FACTOR WHICH DIRECTLY INFLUENCES THE LOCALIZED PLASTICITY OF THE DISSIMILAR INTERFACE.

Keywords

Aço 9Ni, Soldagem dissimilar, Zona de Alta Diluição, Solução sólida.

9Ni steel, Dissimilar welding, High-Dilution zone, Solid solution