Avaliação da adição de Ti, Nb e (Ti+Nb) na microestrutura e susceptibilidade à sensitização de aços inoxidáveis ferríticos submetidos à soldagem TIG Belo Horizonte Universidade Federal de Minas Gerais Escola de Engenharia 2019
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Paulo José Modenesi
Luiza Esteves
Alexandre Queiróz Bracarense
Tarcísio Reis de Oliveira
Luiza Esteves
Alexandre Queiróz Bracarense
Tarcísio Reis de Oliveira
Resumo
Os aços inoxidáveis ferríticos AISI 430 são amplamente utilizados na construção civil,
em utensílios domésticos e eletrodomésticos, sistemas de exaustão de gases em veículos
e em estampagens em geral. Porém, a soldabilidade desses aços tende a ser limitada.
Para melhorar a sua soldabilidade, minimizando perdas de propriedades mecânicas e da
resistência à corrosão, é usual a adição de elementos estabilizantes, principalmente
nióbio e titânio. O presente trabalho avaliou o efeito da adição de Ti, Nb e (Ti+Nb) e da
energia de soldagem na microestrutura e susceptibilidade à sensitização dos aços
inoxidáveis ferríticos produzidos em escala industrial submetidos à soldagem GTAW.
A caracterização estrutural dos cordões de solda foi realizada através da microscopia
óptica e eletrônica de varredura e a caracterização mecânica pelo levantamento de perfis
de microdureza Vickers. A susceptibilidade à corrosão intergranular, foi avaliada
através do processo de imersão Prática W (Norma ASTM 763), e da técnica
eletroquímica de reativação potenciodinâmica DL-EPR. Como esperado, houve a
formação de martensita em torno dos contornos de grão do AISI 430 sem adição de
estabilizantes e de precipitados de Cr23C6, resultando em corrosão generalizada no aço e
em elevado grau de sensitização. A adição de Ti não se mostrou eficiente para inibir a
sensitização nas amostras do aço AISI 430. A adição de Nb, assim como a adição dupla
(Ti+Nb) foram suficientes para estabilizar o aço, resultando em um grau de
sensitização nulo após as amostras terem sido submetidas às condições de soldagem
utilizadas no estudo. Com relação à microestrutura, a adição de Ti resultou em grãos
equiaxiais na ZF do AISI 430Ti e do AISI 439. A condição de soldagem com menor
energia gerou grãos mais finos na região da solda dos aços com adição de estabilizantes.
A amostra do aço com adição de Ti apresentou maior dureza em relação as amostras dos
demais aços estabilizados possivelmente devido à presença de precipitados muito finos
inter e/ou intragranulares de M23C6. Já a amostra do aço AISI 439 apresentou menores
valores de dureza para as duas condições de soldagem aplicadas.
Abstract
AISI 430 ferritic stainless steels are widely used in civil construction, household
appliances, exhaust gas systems in vehicles and stamped in general. However, the
weldability of these steels tends to be limited. To improve its weldability, minimizing
mechanical losses and corrosion resistance, it is usual to add stabilizing elements,
mainly niobium and titanium. The present work evaluated the effect of addition by Ti,
Nb and (Ti+Nb) and the heat input in the microstructure and susceptibility to
sensitization of the ferritic stainless steels produced on an industrial scale submitted to
GTAW welding. The structural characterization of the weld beads was performed by
optical and scanning electron microscopy and the mechanical characterization by the
Vickers microhardness profiles. The susceptibility to intergranular corrosion was
evaluated through the Practical W immersion process (ASTM 763) and the double loop
electrochemical potentiodynamic reactivation (DL-EPR). As expected, there was
formation of martensite around the grain boundaries of AISI 430 without addition of
stabilizers and Cr23C6 precipitates, resulting in generalized corrosion in the steel and in
a high degree of sensitization. The addition of Ti was not sufficient to inhibit the
sensitization in the AISI 430 steel samples. The addition of Nb as well as the double
addition (Ti+Nb) was enough to stabilize the steel, resulting in a degree of null
sensitization after samples were submitted to the welding conditions used in the study.
With respect to the microstructure, the addition of Ti resulted in equiaxed grains in the
WZ of AISI 430Ti and AISI 439. The condition of welding with lower heat input
generated finer grains in the region of welding of steels with addition of stabilizers. The
sample of steel with addition of Ti presented a higher hardness than the samples of the
other steels with addition of stabilizers possibly due to the presence of very fine interand/
or intragranular precipitates of M23C6. The AISI 439 steel sample had lower
hardness values for the welding conditions applied.
Assunto
Engenharia metalúrgica, Nióbio, Titânio, Metais - Soldabilidade
Palavras-chave
Aços inoxidáveis ferrítico, Soldabilidade, Sensitização, Nióbio, Titânio