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http://hdl.handle.net/1843/BUOS-AAKPCT| Type: | Tese de Doutorado |
| Title: | The influence of microstructure on the hydrogen embrittlement in martensitic-ferritic stainless steel |
| Authors: | Daniela Cristina de Sousa Garcia |
| First Advisor: | Vanessa de Freitas Cunha Lins |
| First Co-advisor: | Dilson Silva dos Santos |
| Abstract: | Neste trabalho foi investigada a interação do hidrogênio com a microestrutura do aço inoxidável martensítico-ferrítico. O estudo foi realizado em tubo de aço sem costura que foi laminado a quente, austenitizado a 1000°C por 30 min e temperado em água. Para a obtenção de austenita retida, este material foi revenido nas temperaturas de 600, 625, e 675°C por 1h e resfriados em água. As amostras tratadas termicamente a 625 e 675°C passaram por um segundo revenimento à temperatura de 600°C por 1h e foram resfriadas em água. Já para a obtenção de fase chi as amostras foram tratadas termicamente à temperatura de 600°C por 18h. Para falicitar a compreensão, as amostras foram chamadas de as-quenched (austenitizada a 1000°C e temperada em água), Chi (TT a 670°C por 18h) AB (austenita retida baixa TT a 600°C), AM (austenita retida média TT a 625°C) e AA (austenita retida alta TT a 675°C). A caracterização da microestrutura após os tratamentos térmicos foi realizada por microscopia eletrônica de Varredura (MEV), difração de raios X (DRX), Mossbauer e DRX Syncronthron mostrou um teor de 2, 7, 7 e 22% de ret para as amostras tratadas AB, AM, Chi e AA, respectivamente, e a amostra chi analisada também por um analisador de imagens apresentou um teor de 6% de fase e/ou precipitados ricos em Cr e Mo. Os ensaios de permeação de hidrogênio mostraram valores de difusividade para as amostras na seguinte ordem : as-quenched > Chi > AB > RA > AA e a seguinte ordem de solubilidade : amostra RA > Chi > AA > as-quenched > AB. Todas as microestruturas estudadas apresentaram a presença de hidrogênio difusível e revelaram o caráter irreversível do aprisionamento do hidrogênio pela austenita retida e a característica de alta absorção de hidrogênio da fase chi. Os resultados de tração com as amostras hidrogenadas apresentaram uma alta perda de ductilidade quando comparados com as amostras testadas sem hidrogenação. O ensaio de tração realizado à taxa de 0.01mm/s apresentou uma maior perda de ductilidade para as amostras Chi, AB e AM quando comparados com os ensaios realizados à taxa de 1.0mm/s. A austenita retida nas amostras chi, AB e AA mostraram uma tendência de transformação induzida por deformação plástica, apresentando uma redução na quantidade de austenita retida e um aumento na quantidade de martensita na região próxima à estricção após o ensaio de tração realizado com as amostras hidrogenadas. A austenita retida e a fase chi vi apresentaram um efeito deletério neste aço, promovendo uma alta fragilização pelo hidrogênio |
| Abstract: | This work investigates the interaction of hydrogen with the microstructure in the martensitic-ferritic stainless steel (MFSS). The samples were extracted from hot rolled seamless stainless steel tube after a solution treatment at 1000°C for 30 min and water quenched. In order to obtain retained austenite (ret) the samples were heat treated (HT) at 600, 625, 675 and 675°C for 1h and water quenched, then the samples were heat treated at 625 and 675°C and were tempered at 600°C for 1h and water cooled. For the production of a chi sample (-phase), the heat treatment was held at 670°C for 18h and water quenched. The samples were identified as follows: as-quenched (1000°C for 30min); Chi (HT at 670°C for 18h), LRA (low retained austenite heat treated at 600°C), RA (medium retained austenite heat treated at 625°C) and HRA (high retained austenite heat treated at 675°C). The microstructural characterization by scanning electron microscopy (SEM), X ray diffraction (XRD), Mossbauer and XRD Syncrothron showed 2, 7, 7 and 22% of ret in the samples LRA, RA, Chi and HRA, respectively. The amount of -phase plus precipitates rich in Cr and Mo analyzed by image analyzer in the chi sample was 6%. The hydrogen permeation tests presented diffusivity for the asquenched > Chi > LRA > RA > HRA and a solubility for the RA > Chi > HRA > asquenched > LRA. All the samples presented the diffusible hydrogen and reveal the irreversible characteristics of retained austenite to trap hydrogen, and feature of -phase to absorb hydrogen. Tensile tests in the cathodically hydrogen charged samples showed a high loss ductility when compared with samples tested without hydrogen charge. The results performed at 0.01mm/s rate, showed higher loss ductility for Chi, LRA and RA samples than the same samples tested at 1.0mm/s rate. It was possible to observe a trend to increase the hydrogen embrittlement with the increase in the amount of retained austenite. The retained austenite in the samples chi, LRA and HRA showed a trend oftransformation-induced plasticity (TRIP) effect, with a reduction in the levels of austenite and a increase in the quantities of martensite in the area close to the necking after the tensile tests performed in the cathodically charged samples. The retained austenite showed a deleterious effect in this material, promoting a high hydrogen embrittlement. |
| Subject: | Engenharia nuclear |
| language: | Inglês |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/BUOS-AAKPCT |
| Issue Date: | 29-Oct-2015 |
| Appears in Collections: | Teses de Doutorado |
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