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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.3.2013.tde-19092014-111340
Documento
Autor
Nome completo
Dany Michell Andrade Centeno
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2013
Orientador
Banca examinadora
Brandi, Sérgio Duarte (Presidente)
Ramalho, José Pinto
Schön, Cláudio Geraldo
Título em português
Análise microestrutural de junta brasada de aço inoxidável duplex UNS S32101, UNS S32304, UNS S32750 e UNS S32707 com metal de adição a base de níquel.
Palavras-chave em português
Aço inoxidável duplex
Brasagem
Soldagem
Resumo em português
Os aços inoxidáveis duplex (AID) caracterizam-se pela sua microestrutura composta por austenita numa matriz ferrítica, com fração volumétrica média de 50% para cada fase. A combinação destas características confere-lhes excelente resistência mecânica e à corrosão. A soldagem/junção destes aços é frequentemente uma operação crítica, já que, ao sofrer ciclos térmicos, estes aços têm suas propriedades alteradas. Portanto, processos de junção com ausência de gradientes de temperatura, como a brasagem, mostram-se uma solução prática para a junção destes aços. No entanto, o adequado desenvolvimento do processo de brasagem em AID envolve considerações importantes a respeito da escolha dos parâmetros de processamento e metal de adição em conjunto com os ciclos térmicos de aquecimento e resfriamento. O presente estudo pretende avaliar a brasabilidade dos AID UNS S32101(baixa liga), UNS S32304 (baixa liga), UNS S32507 (superduplex) e UNS S32707(hiperduplex), mediante a caracterização da junta brasada. Estes aços foram brasados em forno continuo com metal de adição BNi-7 (Ni-Cr-P), na temperatura de 1100oC, por tempos de 32 min e 12 min, seguidos de resfriamento em forno, utilizando-se folgas de 0,5, 0,3 e 0,0 mm. A junta brasada foi caracterizada utilizando-se microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura (MEV). A identificação microestrutural foi realizada via Microanálise Química de Energia Dispersiva de Raios-X (EDS) e difração de Raios-X. Foi identificada na junta brasada dos diferentes AID a fase rica em níquel, assim como fases prejudiciais compostas por fosfetos de níquel e cromo. A fase rica em níquel, que usualmente é denominada de -Ni, apresenta-se preferencialmente em toda a região da junta, sem a presença de fase intermetálica contínua no centro da junta. No caso dos aços inoxidáveis super e hiperduplex esses apresentaram a formação de fase sigma na região da interface da junta, do lado do metal de base, devido aos ciclos térmicos de brasagem
Título em inglês
Microstructural analysis of brazing joint for duplex stainless steel UNS S32101, UNS S32304, UNS S32750 and UNS S32707 with nickel filler metal.
Palavras-chave em inglês
Brazing
Duplex stainless steel
Welding
Resumo em inglês
The duplex stainless steels (DSS) are characterized by its microstructure consisting of austenite in a ferritic matrix with mean volumetric fraction of 50% for each phase. The combination of these features gives them excellent mechanical strength and corrosion resistance. The welding / joining of these steels are often considered as a critical operation, since, subjected to thermal cycles, they have their microstructures changed and, consequently, their properties. Therefore, joining processes without temperature gradients, like brazing, are shown as a practical solution for joining these steels. However, the proper development of brazing process of DSS involves important issues concerning the choice of processing parameters and the brazing filler metal together with heating and cooling brazing thermal cycles. This study aims at evaluating the brazeability of DSS UNS S32101 (lean duplex), UNS S32304 (lean duplex), UNS S32507 (superduplex) and UNS S32707 (hyperduplex) by characterizing the brazed joint. These steels were brazed in a furnace with filler metal BNi-7 (Ni-Cr-P) at 1100°C for times of 32 min and 12 min, followed by cooling in a continuous brazing furnace, with joint gaps of 0.5 , 0.3 and 0.0 mm. The brazed joint was characterized using optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM). The phase identifications were performed by microanalysis using energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) and X-ray diffraction. Results showed, for non-ideal joint gaps, in all duplex used in this work, the Ni rich solid solution, as well as deleterious phases composed of nickel and chromium phosphides. The ideal gap presented Ni rich solid solution, usually called -Ni, was found continuously without a continuous intermetallic region in the joint center. In the case of super duplex and hyperduplex brazing, the brazing thermal cycles produced the formation of sigma phase in the region of the joint interface, in the base metal.
 
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Dissert_Dany.pdf (38.11 Mbytes)
Data de Publicação
2014-09-22
 
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