Title

ESTUDO DA DIFUSÃO E FRAGILIZAÇÃO POR HIDROGÊNIO EM AÇO INOXIDÁVEL SUPERDUPLEX

STUDY OF HYDROGEN DIFUSSION AND EMBRITTLEMENT IN SUPER DUPLEX STAINLESS STEEL

Authorship

Ceballos, Ana Maria Pérez; Lage, Marcella; Assis, Kioshy Santos de; Gutiérrez, Jorge Andrés Calderón; Mattos, Oscar Rosa

Ceballos, Ana Maria Pérez

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Lage, Marcella

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Assis, Kioshy Santos de

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Gutiérrez, Jorge Andrés Calderón

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Mattos, Oscar Rosa

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DOI

10.5151/1516-392X-27937

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Abstract

Os aços inoxidáveis duplex e superduplex são caracterizados por uma estrutura bifásica contendo ilhas de austenita precipitadas numa matriz de ferrita. Estes aços possuem boas propriedades mecânicas e boa resistência à corrosão. No entanto, estes aços podem apresentar fragilização por hidrogênio. No desenvolvimento deste trabalho se estudou a difusão e fragilização por hidrogênio de um aço inoxidável superduplex SAF 2507 nos estados como recebido e tratado térmicamente. Para avaliar a influência da microestrutura sobre a difusão do hidrogênio foram realizados ensaios de permeação electroquímica de hidrogênio. Observou-se que o coeficiente de difusão aparente aumenta em função da temperatura de recozimento. A influência de hidrogênio na resistência à fratura do material recozido a 1300°C foi estudada a partir de ensaios de tenacidade à fratura (CTOD). Determinou-se que a resistência à fratura do material diminui consideravelmente quando o mesmo é submetido a uma carga de hidrogênio. A presença de hidrogênio também modificou o mecanismo de fratura do material, observou-se uma fratura completamente dúctil no material que foi testado em ausência de hidrogênio e uma fratura frágil, caracterizada por clivagem, foi observada no material hidrogenado. Determinou-se que a fase austenítica pode ser fragilizada sob certas condições de carga de hidrogênio.

Duplex stainless steels are characterized by a biphasic structure containing austenite islands precipitated in the ferrite matrix. These steels have good mechanical properties and good corrosion resistance. However, these materials are susceptible to hydrogen embrittlement. In this work has been studied the hydrogen diffusion and embrittlement of super duplex stainless steel SAF 2507 in the material as received and annealed. To evaluate the influence of microstructure on the diffusion have been performed hydrogen electrochemical permeation tests. It was observed that the apparent diffusion coefficient increases with annealing temperature. The influence of hydrogen on toughness of the annealed material was studied using CTOD testing. It was determined that the fracture toughness of the material decreases considerably when it is subjected to hydrogen charge. The presence of hydrogen also changed the material fracture mechanism, a completely ductile fracture of the material has been observed in the material tested in the absence of hydrogen and a brittle fracture, characterized by cleavage, was observed in the hydrogenated material. It has been determined that the austenitic phase could be embrittle by hydrogen under certain conditions.

Keywords

Aços superduplex, Difusão de hidrogênio, Fragilização por hidrogênio, CTOD

Superduplex stainless steel, Hydrogen diffusion, Hydrogen embrittlement, CTOD