Efeito da reversão da martensita induzida por deformação sobre o comportamento e eletroquímico do aço inoxidável lean duplex 2304

dc.creatorRaphael França Assumpção
dc.date.accessioned2025-10-30T18:09:08Z
dc.date.accessioned2025-11-14T15:34:02Z
dc.date.available2025-10-30T18:09:08Z
dc.date.issued2025-05-30
dc.description.abstractLean duplex stainless steels (AILD) are cost-effective alternatives to traditional duplex grades such as 2205 and to austenitic steels like 304L and 316L, comprising a biphasic ferrite–austenite microstructure with relatively low nickel and molybdenum contents. Under severe plastic deformation, metastable austenite can partially be transformed into strain-induced martensite (α′), which can be reversed by thermal annealing. This work investigated the effects of the formation and partial reversion of martensite on the microstructural, mechanical, fractographic, and electrochemical behavior of AILD 2304, cold rolled to 74% thickness reduction and subsequently subjected to isochronal annealing between 400 °C and 1100 °C for 30 minutes. Microstructural analysis was conducted via XRD, SEM, TEM, and EBSD. Mechanical properties were evaluated by tensile and microhardness testing, while electrochemical behavior was studied by potentiodynamic polarization, DL-EPR using a syringe cell, and statistical modeling of breakdown potentials. Pit nucleation sites were investigated by potentiostatic pulse experiments. Results showed that partial martensite reversion begins between 500 °C and 550 °C, accompanied by the formation of a nanostructure rich in stacking faults, twins, and dislocations. Aging at 400 °C and 500 °C led to increased hardness and strength but also to loss of ductility and the occurrence of brittle fracture. Cold rolling significantly enhanced pitting corrosion resistance, whereas annealing between 400 °C and 600 °C lowered the passive film breakdown potential and promoted pit nucleation at α′ martensite/austenite interfaces, with increased pit density. Sensitization was detected from 500 °C onward, even in the absence of visible carbide precipitation, associated with local elemental redistribution. A bimodal behavior involving both pitting and transpassivity was observed in as-received and 400 °C-annealed specimens. Increasing the exposed area raised the probability of pit initiation. Statistical modeling using a mixed distribution (Gumbel + normal) enabled prediction of Eb variation with surface area, emphasizing the importance of probabilistic approaches and sufficient repeatability in pitting corrosion studies, as well as enabling extrapolation of Eb to larger areas.
dc.description.sponsorshipCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
dc.description.sponsorshipFAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/1843/85430
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Gerais
dc.relationPrograma Institucional de Internacionalização – CAPES - PrInt
dc.rightsAcesso Aberto
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by/3.0/pt/
dc.subjectMetalurgia física
dc.subjectAço inoxidável
dc.subjectMartensita
dc.subjectAço - Propriedades mecânicas
dc.subject.otheraço inoxidável duplex
dc.subject.othermartensita induzida por deformação
dc.subject.otherreversão da martensita induzida por deformação
dc.subject.otherresistência à corrosão
dc.subject.otherresistência mecânica
dc.titleEfeito da reversão da martensita induzida por deformação sobre o comportamento e eletroquímico do aço inoxidável lean duplex 2304
dc.typeTese de doutorado
local.contributor.advisor-co1Dalila Chaves Sicupira
local.contributor.advisor1Dagoberto Brandão Santos
local.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9258600363992264
local.contributor.referee1Isolda Costa
local.contributor.referee1Witor Wolf
local.contributor.referee1Rosa Maria Rabelo Junqueira
local.contributor.referee1Vanessa de Freitas Cunha Lins
local.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/4600792726058138
local.description.resumoAços inoxidáveis lean duplex (AILD) representam uma alternativa econômica aos aços duplex tradicionais, como o 2205, e aos aços austeníticos 304L e 316L, sendo compostos por uma microestrutura bifásica de ferrita e austenita com relativamente baixo teor de níquel e molibdênio. Durante deformações plásticas severas, a austenita metaestável pode se transformar parcialmente em martensita induzida por deformação (α′), cuja reversão ocorre por recozimento térmico. Este trabalho investigou os efeitos da formação e reversão parcial da martensita no comportamento microestrutural, mecânico, fractográfico e eletroquímico do AILD 2304, submetido à laminação a frio com 74% de redução de espessura e posterior recozimento isocrônico entre 400 °C e 1100 °C por 30 minutos. As análises microestruturais foram realizadas por DRX, MEV, MET e EBSD; as propriedades mecânicas foram avaliadas por ensaios de tração e microdureza, enquanto o comportamento eletroquímico foi investigado por polarização potenciodinâmica, DL-EPR em célula tipo seringa e modelagem estatística dos potenciais de quebra. Os sítios de nucleação de pites foram estudados por meio de pulsos potenciostáticos. Os resultados mostraram que a reversão parcial da martensita se inicia entre 500 °C e 550 °C, com formação de uma nanostrutura rica em falhas de empilhamento, maclas e discordâncias. O envelhecimento térmico a 400 °C e 500 °C resultou em aumento da dureza e da resistência mecânica, mas também em perda de ductilidade e fraturas frágeis. A laminação a frio aumentou significativamente a resistência à corrosão por pite, enquanto o recozimento entre 400 °C e 600 °C reduziu o potencial de quebra do filme passivo e favoreceu a nucleação de pites nas regiões de α′-martensita/austenita, com aumento da densidade de pites. A partir de 500 °C, foi observada sensitização, mesmo na ausência de precipitados visíveis, associada à redistribuição elementar local. Um comportamento bimodal entre pite e transpassivação foi observado. Verificou-se que o aumento da área exposta elevou a probabilidade de ocorrência de pites, sendo que a modelagem estatística, com uso de distribuição mista, permitiu prever a variação do Eb com a área, destacando a importância da abordagem probabilística e do número de repetições em estudos sobre corrosão por pite, além de permitir a extrapolação do Eb para áreas maiores.
local.publisher.countryBrasil
local.publisher.departmentENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA METALÚRGICA
local.publisher.initialsUFMG
local.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica, Materiais e de Minas

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