Title

ESTIMATIVA DE FORMAÇÃO DA FASE G EM AÇOS HP POR MEIO DE TERMODINâMICA COMPUTACIONAL

ESTIMATION OF G PHASE FORMATION IN HP STEEL VIA COMPUTATIONAL THERMODYNAMICS

Authorship

Lima, Renato Affonso de; Mendes, Matheus Campolina; Nascimento, Mario Luiz Cruz; Lima, Luiz Gustavo Oliveira; Araujo, Leonardo Sales; Almeida, Luiz Henrique de

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Mendes, Matheus Campolina

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Nascimento, Mario Luiz Cruz

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Lima, Luiz Gustavo Oliveira

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Araujo, Leonardo Sales

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Almeida, Luiz Henrique de

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DOI

10.5151/1516-392X-30738

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Abstract

As colunas utilizadas para a produção de hidrogênio em fornos de reforma a vapor são submetidas a temperaturas da ordem de 900°C. Dessa forma, os aços inoxidáveis austeníticos da classe HPNb se mostram adequados, devido ao endurecimento por precipitação de carbetos de cromo e de nióbio. Sob determinadas condições de serviço, os carbetos de nióbio podem se transformar em um siliceto conhecido como fase G. A interface desta fase com a matriz austenítica é citada na literatura como local preferencial para a nucleação de danos de fluência. Sendo assim a quantificação das fases presentes é importante para a avaliação do acúmulo de danos em serviço. Diante disso, a simulação termodinâmica computacional se mostra uma importante ferramenta, para a previsão das fases presentes. Técnicas como a analise quantitativa das fases presentes por meio de imagens são consolidadas, porém demandam amostras devidamente preparadas e um alto custo de equipamentos na execução destas análises. Isto posto, o objetivo do trabalho é comparar as simulações termodinâmicas computacionais com o resultado obtido por meio de análise quantitativa de imagens geradas por microscópio eletrônico de varredura.

Tubes used for hydrogen production in steam reforming furnaces are subjected to temperatures in the order of 900°C, HP class austenitic stainless steels being the choice materials for this application. These steels are hardened by precipitation of chromium and niobium carbides. Under certain service conditions niobium carbides transform to a silicide know as G phase, whose interface with the austenitic matrix is quoted in literature as a preferential site for creep damage nucleation. Image processing is a consolidated tool in the quantitative analyses of present phases. These analyses however, require careful sample preparation and elevated cost in equipment. Computational simulations, using software such as ThermoCalc, could be a low cost tool to predict the phases present under different service temperatures. The aim of this paper is to validate ThermoCalc simulations via image processing of scanning electron micrographs.

Keywords

Aço HPNb, ThermoCalc, Análise de Imagens

HPNb steel, ThermoCalc, Image Analyses