Title

INFLUÊNCIA DA DEFORMAÇÃO PLÁSTICA SEVERA NA CINÉTICA DE PRECIPITAÇÃO DA FASE SIGMA EM AÇO INOXIDÁVEL SUPERDUPLEX

Influence of Severe Plastic Deformation on Sigma Phase Precipitation Kinetics in Superduplex Stainless Steel

Authorship

VITORINO, LUIS PAULO DA SILVA; FONSECA, GLÁUCIO SOARES DA

VITORINO, LUIS PAULO DA SILVA

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FONSECA, GLÁUCIO SOARES DA

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DOI

10.5151/2594-5327-42816

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Abstract

Aços inoxidáveis superduplex (AISD) combinam elevada resistência mecânica e à corrosão devido à microestrutura bifásica austenita-ferrita. A formação da fase sigma (σ), entre 650 °C e 900 °C, compromete essas propriedades. Este estudo analisou o efeito da prensagem em canais equiangulares (ECAP) na cinética de precipitação da fase sigma em AISD, com foco nos mecanismos de nucleação sob deformação plástica severa. Foram avaliadas amostras sem deformação e com um passe de ECAP, antes e após tratamento térmico. A análise microestrutural revelou que, sem ECAP, a sigma nucleia preferencialmente nos vértices dos grãos, conforme o modelo de Cahn. Após o ECAP, a nucleação ocorre majoritariamente em defeitos cristalinos induzidos, em concordância com o modelo cinético de Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov (JMAK). Os resultados indicam que o ECAP modifica significativamente os locais de nucleação do sigma, permitindo novas estratégias de controle microestrutural em AISD. A aplicação combinada dos modelos de Cahn e JMAK é inédita nesse contexto.

SUPERDUPLEX STAINLESS STEELS (SDSS) EXHIBIT EXCELLENT MECHANICAL STRENGTH AND CORROSION RESISTANCE DUE TO THEIR DUAL-PHASE AUSTENITE-FERRITE MICROSTRUCTURE. HOWEVER, THE PRECIPITATION OF THE SIGMA (σ) PHASE, TYPICALLY BETWEEN 650 °C AND 900 °C, DEGRADES THESE PROPERTIES. THIS STUDY INVESTIGATED THE EFFECT OF EQUAL CHANNEL ANGULAR PRESSING (ECAP) ON THE SIGMA PHASE PRECIPITATION KINETICS IN SDSS, FOCUSING ON NUCLEATION MECHANISMS UNDER SEVERE PLASTIC DEFORMATION. UNDEFORMED SAMPLES AND THOSE SUBJECTED TO ONE ECAP PASS WERE ANALYZED BEFORE AND AFTER HEAT TREATMENT. MICROSTRUCTURAL CHARACTERIZATION SHOWED THAT, IN THE UNDEFORMED CONDITION, SIGMA PHASE NUCLEATES PREFERENTIALLY AT GRAIN CORNERS, CONSISTENT WITH THE CAHN MODEL. AFTER ECAP, NUCLEATION PREDOMINANTLY OCCURRED AT DEFORMATION-INDUCED DEFECTS, ALIGNING WITH THE JOHNSON-MEHL-AVRAMI-KOLMOGOROV (JMAK) KINETIC MODEL. RESULTS DEMONSTRATE THAT ECAP SIGNIFICANTLY MODIFIES SIGMA NUCLEATION SITES, OFFERING NEW POSSIBILITIES FOR MICROSTRUCTURAL CONTROL IN SDSS. THE COMBINED APPLICATION OF CAHN AND JMAK MODELS UNDER SEVERE PLASTIC DEFORMATION CONDITIONS REPRESENTS AN INNOVATIVE APPROACH TO UNDERSTANDING PHASE TRANSFORMATIONS IN DUPLEX ALLOYS.

Keywords

Aço Inoxidável Superduplex, Fase Sigma, Modelos de Cahn, JMAK.

Superduplex Stainless Steel, Sigma Phase, Cahn Model, JMAK