Título

FORMAÇÃO DE FASE SIGMA NO AÇO INOXIDÁVEL DÚPLEX UNS S31803 DURANTE ENVELHECIMENTO ISOTÉRMICO ENTRE 700°C E 900°C

SIGMA PHASE FORMATION DURING ISOTHERMAL HEATING BETWEEN 700°C AND 900°C OF UNS S31803 DUPLEX STAINLESS STEEL

Autoria

Magnabosco, Rodrigo

DOI

10.5151/2594-5327-0231

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Resumo

Os aços inoxidáveis dúplex, constituídos normalmente por frações volumétricas iguais de austenita e ferrita, surgiram da necessidade de combinar as qualidades de aços ferríticos e austeníticos, particularmente grande resistência à corrosão aliada a alta resistência mecânica e alta tenacidade. No entanto, durante determinadas seqüências de tratamento térmico ou soldagem pode ocorrer a precipitação de fases indesejáveis, que causam tanto redução de propriedades mecânicas quanto afetam a resistência à corrosão. Particularmente entre 700oC e 900oC, pode ocorrer a precipitação de fase sigma, e assim o presente trabalho procurou descrever a formação de fase sigma em aço inoxidável dúplex UNS S31803 envelhecido isotermicamente entre 700°C e 900°C, discutindo os mecanismos e a cinética de formação desta fase. Até 0,1 hora de envelhecimento entre 700°C e 900°C a fase sigma se formou em interfaces ferrita/ferrita ou ferrita/austenita, por meio da transformação da ferrita presente por decomposição eutetóide, gerando também austenita secundária. A partir de 0,1 hora de envelhecimento, as frações volumétricas de ferrita e de austenita decresceram, indicando que o crescimento da fração volumétrica da fase sigma se deu pelo consumo tanto da ferrita quanto da austenita presentes, aliadas à decomposição eutetóide da ferrita. O diagrama de precipitação isotérmica de fase sigma (tempo-temperatura-precipitação, TTP) para o aço UNS S31803 foi obtido, indicando que a maior cinética de precipitação se deu a 850°C.

 

Duplex stainless steels (DSS), usually formed by equal amounts of ferrite and austenite, were created to combine the best qualities of ferritic and austenitic steels, particularly improved corrosion resistance and toughness. However, during some heat treatment sequences or welding procedures undesirable phases could be formed, leading to reduction in mechanical properties and corrosion resistance. Between 700°C and 900°C sigma phase could be formed, and this work described sigma phase formation in UNS S31803 DSS, showing mechanisms and kinetics of sigma phase formation. Up to 0.1 hour of aging between 700°C and 900°C sigma was formed at ferrite/ferrite or ferrite/austenite interfaces through eutectoid decomposition of ferrite, also generating secondary austenite. After 0.1 hour of aging, ferrite and austenite volume fractions were reduced, indicating that the volume fraction of sigma was growing through ferrite and austenite consumption, together to eutectoid decomposition of ferrite. The isothermal precipitation diagram (time- temperature-precipitation, TTP) of sigma phase for UNS S31803 is determined, showing that sigma phase formation kinetics is higher at 850°C.

Palavras-chave

Aço inoxidável dúplex; Fase sigma; Diagrama TTP; UNS S31803.

Duplex stainless steel; Sigma phase; TTP diagram; UNS S31803.