CinÃtica de transformaÃÃo de fases em novos aÃos inoxidÃveis superferrÃticos com alto teor de molibdÃnio

• Main Author: Lorena Braga Moura
• Other Authors: Hamilton Ferreira Gomes de Abreu
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal do Cearà 2015
• Subjects: MolibdÃnio; Fases intermetÃlicas; TransformaÃÃo de fases; Superferritic stainless steels; Molybdenum; Intermetallic phases; Phase transformation kinetics; ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
• Online Access: http://www.teses.ufc.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=16905

Pesquisas anteriores sobre aÃos ferrÃticos experimentais com alto teor de molibdÃnio (Mo) constataram que embora o Mo seja responsÃvel por aumentar a resistÃncia à corrosÃo em meios ricos em Ãcidos naftÃnicos e em complexos de enxofre, teores acima de 5% Mo favorecem a formaÃÃo de fases deletÃrias e reduzem a tenacidade do aÃo. Para melhorar a tenacidade dessas ligas, mantendo-se a estabilidade da fase ferrÃtica, o presente trabalho adicionou nÃquel (Ni) à composiÃÃo, elevou o teor de cromo (Cr) para 25% e manteve o elevado teor de Mo. Essas novas ligas pertencem a uma famÃlia de aÃos denominados aÃos inoxidÃveis superferrÃticos, desenvolvidos inicialmente para uso em trocadores de calor e ambientes marinhos. Este trabalho faz parte de um estudo para adaptar a composiÃÃo de aÃos superferrÃticos comerciais para utilizaÃÃo em plantas petrolÃferas que refinam petrÃleos ricos em compostos de enxofre atravÃs do aumento do teor de Mo na liga. A cinÃtica de precipitaÃÃo de fases em ligas com composiÃÃes experimentais (Fe25%Cr5-7%Mo2-4%Ni) com adiÃÃo de niÃbio (Nb) e titÃnio (Ti) foi estudada para temperaturas de 400ÂC a 900ÂC em diferentes tempos de tratamento. Foi realizado o estudo termodinÃmico das ligas empregando o Thermo-Calc para determinar a temperatura de estabilidade da fase ferrÃtica e identificar as possÃveis fases intermetÃlicas precipitadas em condiÃÃes de equilÃbrio. As ligas foram envelhecidas a 400 e 475ÂC para estudar a precipitaÃÃo da fase alfa linha (αâ) e seus efeitos nas propriedades mecÃnicas, magnÃticas e de resistÃncia à corrosÃo. Foram realizados tratamentos isotÃrmicos de 600 a 900ÂC para estudar a cinÃtica de precipitaÃÃo das fases intermetÃlicas. As alteraÃÃes microestruturais, nas propriedades mecÃnicas e na resistÃncia à corrosÃo devido a variaÃÃo da composiÃÃo e do tratamento tÃrmico foram estudadas. Os resultados obtidos nas ligas experimentais tratadas a 400 e 475ÂC indicaram aumento na dureza e reduÃÃo da fase ferrita, acompanhada de aumento da suscetibilidade a corrosÃo por pite sendo mais crÃtico a 475ÂC, com melhor desempenho observado para a liga 5Mo4Ni. Para as amostras tratadas de 600 a 900ÂC a liga 7Mo2Ni apresentou a menor quantidade de fases deletÃrias precipitadas e menor suscetibilidade a corrosÃo por pite. Ocorreu precipitaÃÃo de austenita para as ligas contendo 4%Ni tratadas a 800ÂC e 900ÂC. A liga 7Mo4Ni apresentou pior desempenho comparada Ãs outras ligas experimentais em todas as condiÃÃes estudadas. === Previous research on experimental ferritic steel with high Mo content showed that Mo increases the resistance to naphthenic corrosion and sulfur complexes. However, Mo content above 5 wt% favored the formation of deleterious phases and reduced the toughness of the steel. To improve the toughness of these alloys and keep the ferrite phase stable, was added Ni, increased Cr content to 25% and maintained high Mo content. These new alloys belong to a family of steels known as superferritic stainless steels. They were originally developed for use in heat exchangers and marine environments. There is a current trend to use these alloys in the oil industry driving the research on the effect of the increase of Mo content on the microstructure of these steels. The kinetics of phase precipitation in experimental compositions (Fe25%Cr 5-7%Mo 2-4%Ni) with addition of Nb and Ti will be investigated for temperatures from 400  C to 900  C for different treatment times. In this first stage, Thermo-Calc software was used to determine the temperature stability of the ferritic phase and to identify possible intermetallic phases precipitated at thermodynamic equibrium. The alloys were aged at 400 and 475ÂC for study the alfa prime phase precipitation and their effects on the mechanical, magnetic and corrosion properties. Isothermal treatments were carried out 600 ÂC to 900  C to study the kinetics of precipitation of intermetallic phases. The microstructural changes on the mechanical and corrosion properties due to variation in composition and heat treatment were studied. The results obtained in the experimental alloys treated at 400 and 475ÂC indicated an increase in hardness, while wt% of ferrite had decreased, accompanied by increased susceptibility to pitting corrosion, the best performance observed for 5Mo4Ni alloy these conditions. For samples treated 600 to 900ÂC the 7Mo2Ni alloy showed the smallest amount deleterious phase precipitated and less susceptibility to pitting corrosion. Austenite phase precipitation occurred for the alloys containing 4%Ni treated at 800ÂC and 900ÂC. The 7Mo4Ni alloy showed worse performance compared to other experimental alloys in all conditions studied.