Title

EFEITO DO APORTE TÉRMICO E DO GÁS DE PROTEÇÃO SOBRE A MICROESTRUTURA DE JUNTAS SOLDADAS DO AÇO INOXIDÁVEL SUPERDUPLEX SAF 2507 (UNS S32750)

THE EFFECT OF HEAT INPUT AND SHIELDING GAS ON THE MICROSTRUCTURE OF SAF 2507 (UNS S32750) SUPERDUPLEX STAINLESS STEEL WELDED JOINTS

Authorship

Darlene Souza da Silva Almeida; Carlos Roberto Xavier; Célio de Jesus Marcelo; Rudineli Demarque; José Adilson de Castro

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Rudineli Demarque

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José Adilson de Castro

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DOI

10.5151/12abinox-26517

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Abstract

Superduplex são aços inoxidáveis bifásicos de alta liga que, para alcançar suas excelentes propriedades mecânicas e de resistência à corrosão necessitam de um rígido controle sobre sua microestrutura, em especial sobre dois aspectos: relação ferrita/austenita e precipitação de fases deletérias. As transformações metalúrgicas que ocorrem durante o ciclo térmico de soldagem podem modificar tais aspectos e, consequentemente, causar grave degradação das propriedades destes materiais. Buscando contribuir na investigação de parâmetros adequados para a soldagem destes aços, o presente estudo tem como objetivo avaliar a influência do aporte térmico e do gás de proteção sobre tais transformações por meio da avaliação da microestrutural final de juntas soldadas. Para isto seis chapas do SAF2507 foram soldadas via processo GMAW utilizando três aportes diferentes (0,5; 1,5 e 2,2 kJ/mm) e dois gases de proteção distintos. Após a soldagem, a microestrutura das juntas foi caracterizada via microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura e os resultados mostraram que o aumento do aporte térmico elevou significativamente a quantidade de austenita tanto na ZTA quanto na ZF e que a utilização de gás de proteção contendo 2% de N causou aumento de até 17,9 pontos percentuais na quantidade média de austenita na ZF. Adicionalmente, observou-se que os dois menores aportes provocaram a precipitação de fases secundárias na ZTA, com morfologia semelhante à nitreto de cromo.

Superduplex are biphasic stainless steels which, to achieve its excellent mechanical properties and corrosion resistance, require hard control on its microstructure, mainly on two aspects: ferrite-austenite ratio and deleterious phases. The metallurgical transformations which occur during the welding thermal cycle might modify these aspects and thus cause serious degradation of the properties of these materials. Seeking to contribute in research of appropriate parameters for welding of these steels, the current study aims to evaluate the influence of heat input and shielding gas on such transformations by evaluating the final microstructure of welded joints. Therefore, six SAF2507 plates were welded by GMAW process using three different heat input (0.5; 1.5 and 2.2 kJ/mm) and two different shielding gas. After welding, the microstructure of the joints were characterized by optical microscopy and scanning electron microscopy and the results showed that the increase in heat input significantly increased the amount of austenite in both HAZ and FZ and that the use of shielding gas containing 2%N caused increase of up to 17.9 percentage points in the average amount of austenite in FZ. Additionally, it was observed that the two smaller heat input caused the precipitation of secondary phases in the HAZ with morphology similar to chromium nitride.

Keywords

Soldagem; Aços inoxidáveis bifásicos; Microestrutura; ZTA

Welding; Biphasic stainless steels; Microstructure; HAZ