Title

ESTUDO DAS TRANSFORMAÇÕES DE FASE NO AÇO INOXIDÁVEL SUPERDÚPLEX UNS S83071 COMO APLICAÇÃO DOS TUBOS FORMADORES DE ESPIRAS

STUDY OF PHASE TRANSFORMATIONS IN SUPERDUPLEX STAINLESS STEEL UNS S83071 FOR LAYING HEAD PIPE APPLICATION

Authorship

SANTOS, RENATA CAROLINE MOTA; MAGNABOSCO, RODRIGO

SANTOS, RENATA CAROLINE MOTA

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MAGNABOSCO, RODRIGO

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DOI

10.5151/2594-5327-42197

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Abstract

O aço inoxidável superdúplex UNS S83071 foi desenvolvido recentemente com o objetivo de mitigar a corrosão generalizada em ácidos e bases fortes. Entretanto, por ser um material com elevado teor de elementos de liga (Fe-0,03%C-0,50%Si-0,50-1,50%Mn-29-31%Cr-6%Ni-3-4%Mo-0,80%Cu-0,28-0,40%N), o material pode apresentar boa resistência à abrasão. Dessa maneira, foram realizados diversos experimentos laboratoriais para entender como se dá a transformação de fases no material. O material foi solubilizado a 1060 °C e envelhecido a 850 °C com o intuito de verificar a formação de fases e suas características. A partir dos resultados de microscopia óptica, difratometria de raios-X, ferristoscopia, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e dureza, verificou-se que a fase sigma se dá a partir da ferrita com formação de ferrita empobrecida em cromo e molibdênio para tempos até 60 minutos e, para tempos superiores, a formação de sigma se dá a partir da austenita devido ao consumo total de ferrita. A elevada formação de fase sigma promoveu aumento na dureza do material, o que é benéfico para os tubos formadores de espiras, que demandam elevada resistência mecânica.

THE SUPERDUPLEX STAINLESS STEEL UNS S83071 WAS RECENTLY DEVELOPED TO MITIGATE GENERALIZED CORROSION IN STRONG ACIDIC AND ALKALINE ENVIRONMENTS. DUE TO ITS HIGH CONTENT OF ALLOYING ELEMENTS (FE-0.03%C-0.50%SI-0.50–1.50%MN-29–31%CR-6%NI-3–4%MO-0.80%CU-0.28–0.40%N), THIS MATERIAL ALSO DEMONSTRATES PROMISING ABRASION RESISTANCE. IN THIS STUDY, EXPERIMENTAL METHODS WERE EMPLOYED TO INVESTIGATE ITS PHASE TRANSFORMATION BEHAVIOR. SAMPLES WERE SOLUTION-ANNEALED AT 1060 °C AND SUBSEQUENTLY AGED AT 850 °C TO EVALUATE PHASE FORMATION AND EVOLUTION. OPTICAL MICROSCOPY, X-RAY DIFFRACTION (XRD), FERRITOSCOPY, SCANNING ELECTRON MICROSCOPY (SEM), AND HARDNESS TESTING WERE CONDUCTED. RESULTS INDICATE THAT THE SIGMA PHASE INITIALLY PRECIPITATES FROM THE FERRITE MATRIX, LEADING TO CHROMIUM- AND MOLYBDENUM-DEPLETED FERRITE FOR AGING TIMES UP TO 60 MINUTES. FOR LONGER AGING DURATIONS, THE COMPLETE DEPLETION OF FERRITE PROMOTES SIGMA PHASE PRECIPITATION FROM AUSTENITE. THE EXTENSIVE SIGMA PHASE FORMATION CONTRIBUTED TO A MARKED INCREASE IN MATERIAL HARDNESS, A DESIRABLE FEATURE FOR LAYING HEAD PIPE APPLICATIONS WHERE HIGH MECHANICAL STRENGTH IS REQUIRED.

Keywords

Aço Inoxidável, UNS S83071, Sigma, Simulação Computacional

Stainless steel, UNS S83071, Sigma, Computational Simulation