Sample records for chromium steels
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Modificações da composição química do aço inoxidável duplex vazado 25Cr-6Ni-3Mo-3Cu para melhoria da resistência à corrosão por picadas

Ribeiro, Fábio André; Santos, Henrique
2009-06-01

Resumo em português Este trabalho foi desenvolvido com o objectivo de estudar o efeito de alterações da composição química na resistência à corrosão por picadas de aços inoxidáveis duplex vazados. O trabalho foi realizado em colaboração com a Ferespe - Fundição do ferro e aço, Lda, que cedeu o material utilizado no estudo e maquinou as amostras para os ensaios realizados de acordo com a especificação ASTM G48-03. Para concretização dos objectivos foram realizados recozimen (mais) tos de solubilização entre 1050ºC e 1200ºC sobre dois aços com diferentes PREN, no estado bruto de vazamento, com as composições químicas 25Cr-7Ni-3Mo-0,21N-0,03C e 27Cr-7Ni-5Mo-0,4N-0,02C, adiante designados por 25-7-3 e 27-7-5 respectivamente. Foi utilizado como referência um terceiro aço com a composição 25Cr-6Ni-3Mo-3Cu-0,17N-0,02C, adiante designado por 25-6-3-3, há longo tempo produzido pela Ferespe. Sobre amostras sujeitas aos referidos recozimentos de solubilização foi avaliada a resistência à corrosão por picadas, aplicando os procedimentos descritos na especificação ASTM G61-96 e nos métodos A e E da especificação ASTM G48-03. Os resultados obtidos mostram que o aumento das adições de crómio, molibdénio e azoto (27-7-5) provoca um aumento da resistência à corrosão por picadas, com excepção do tratamento térmico efectuado a 1050ºC, que resultou num aparecimento de fase sigma nas interfaces ferrite/austenite. A determinação da temperatura de solubilização que maximiza as propriedades de resistência à corrosão por picadas para os aços 25-7-3 e 27-7-5 foi possível através do método E da norma ASTM G48-03. Foram avaliadas as alterações microestruturais, nomeadamente a formação de fase sigma, dos aços sujeitos a estágios isotérmicos a 900ºC com durações de um, dez e cem minutos; sobre as amostras sujeitas ao referido estágio isotérmico foi realizada a avaliação da resistência à corrosão por picadas através dos procedimentos expressos nas normas ASTM G61-96 e ASTM G48-03 (método A). Os resultados evidenciaram a degradação das propriedades de resistência à corrosão por picadas de todos os aços e para qualquer duração do estágio promotor de fase sigma. Resumo em inglês The present work was developed in collaboration with Ferespe - Fundição do ferro e aço Lda, with the purpose of studying the effect of chemical composition changes in the microstructural and pitting corrosion resistance parameters, in cast duplex stainless steels. To accomplish the objective, solution annealing in a range of temperatures between 1050 and 1200ºC was carried out in two steels with different chemical composition and different PREN, both in the as cast st (mais) ate, whose chemical composition was 25Cr-7Ni-3Mo-0,21N-0,03C and 27Cr-7Ni-5Mo-0,4N-0,02C; in this paper these steels will be called 25-7-3 and 27-7-5 respectively. A third steel with a composition 25Cr-6Ni-3Mo-3Cu-0,17N-0,02C, from now on designated 25-6-3-3, produced long ago by FERESPE, was used as a reference. Pitting corrosion resistance was evaluated in the samples submitted to the above-mentioned heat treatments, using the procedures of the ASTM G 61-96 specification, and the A and E method of the ASTM G48-03 specification. The results show that the alloying elements increase, essentially chromium, molybdenum and nitrogen (27-7-5), leads to a raise in the pitting corrosion resistance, with the exception of the material solution annealed at 1050ºC, which showed sigma phase appearance in the austenite/ferrite interface. The determination of the solution annealing temperature that maximizes the pitting corrosion resistance for the 25-7-3 and 27-7-5 steels was possible through the application of method E of the ASTM G 48-03 standard. Microstructural modifications of the steels, namely sigma phase presence, were evaluated after submitting the steels to isothermal stages at 900ºC, with durations of 1, 10, and 100 minutes; the evaluation of the pitting corrosion resistance was carried out in the samples submitted to the isothermal stage, with the application of the procedures expressed in the ASTM G61-96 and ASTM G48-03 (A method) standards. The results showed the degradation of the pitting corrosion resistance in all the steels at all durations of isothermal stages.

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Tenacidade à fratura e crescimento de trinca por fadiga de dois aços bifásicos de emprego automotivo

Godefroid, Leonardo Barbosa; Cândido, Luiz Cláudio; Cangue, Feliciano; Rodrigues, Elenice Maria; Gritti, João Alfredo; Melo, Túlio Magno Füzessy de
2005-03-01

Resumo em português O presente trabalho avaliou a tenacidade à fratura e a resistência à propagação de trinca de fadiga de dois aços bifásicos, um deles com teor significativo de cromo e o outro com teor significativo de silício. Com relação à tenacidade, observou-se uma ligeira superioridade (maiores valores) do aço ao silício em relação ao aço ao cromo. Verificou-se, também, o efeito deletério do aumento da profundidade do entalhe lateral dos corpos-de-prova sobre a tenac (mais) idade. Não foi encontrado efeito significativo de anisotropia. Com relação à fadiga, os resultados mostraram que os dois aços apresentam um comportamento semelhante com inexistência de anisotropia. A elevação na razão R entre tensões provocou um aumento na taxa de propagação de trinca e um decréscimo no valor de deltaKth dos materiais. Resumo em inglês Fracture toughness J Q and fatigue crack growth da/dN x deltaK have been studied in two dual-phase steels used in the automotive industry, with 8.8% to 12.5% of martensite volumetric fraction. The main difference between the steels is the chemical composition: one of the steels had chromium additions while the other had silicon as an alloy element. Silicon steel presents higher fracture toughness than chromium steel. It was not noticed significant effect of anisotropy in (mais) both steels, while an increase of side grooves decreased the value of J Q of the materials. The two steels present a similar behavior in fatigue crack growth resistance with no significant effect of anisotropy. An increase of R ratio increased the crack growth rates and decreased the value of deltaKth of the materials.

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Influência do cromo no envelhecimento após deformação em fios de aço perlítico trefilados

Oliveira, Wagner Custódio de; Marchi, Leandro Aparecido; Gonzalez, Berenice Mendonça
2003-12-01

Resumo em português A influência da adição de cromo no envelhecimento após deformação foi estudada em dois aços perlíticos stelmorizados e trefilados para uma redução de área de 86%, contendo um dos aços, 0,25% de cromo em sua composição química. Foram observados dois estágios de envelhecimento no intervalo de temperatura de tratamento considerado para cada aço. O mecanismo responsável pelo envelhecimento no primeiro estágio foi o ancoramento de deslocações por átomos d (mais) e nitrogênio e carbono em solução sólida na ferrita. O segundo estágio foi associado ao ancoramento de deslocações em células nas interfaces ferrita-cementita. O efeito do cromo foi a diminuição no espaçamento interlamelar da perlita, o que intensificou os efeitos do envelhecimento nas propriedades mecânicas. Não foram observadas diferenças significativas nos valores da energia de ativação entre os aços no segundo estágio de envelhecimento, significando que pelo menos para o teor investigado, 0,25%, o cromo não afetou a estabilidade da cementita. Resumo em inglês The influence of addition of chromium in the strain aging were studied in two stelmorized pearlitic steels, after drawing to an area reduction of 86%, contains one of the steels, 0,25% of chromium in the chemical composition. Two stages of strain aging were observed for both steels in the treatment temperature interval considered. The mechanism responsible for the strain aging in the first stage was the locking of dislocations by nitrogen and carbon atoms in solid solutio (mais) n in the ferrite. The second stage of aging was associated with dislocation locking in the ferrite/cementite interfaces. The effect of chromium was the reduction of the pearlitic interlamelar spacing, increasing the intensity of the strain aging effects in the mechanical properties. No significant differences were observed in the activation energy for the second of aging, meaning that at least for the investigated amount, 0,25%, chromium does not affect the stability of cementite.

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Estrutura e propriedades do aço inoxidável austenítico AISI 316L Grau ASTM F138 nitretado sob plasma à baixa temperatura/ Structure and properties of an austenitic stainless steel AISI 316L grade ASTM F138 after low temperature plasma nitriding

Tschiptschin, André Paulo; Pinedo, Carlos Eduardo
2010-03-01

Resumo em português Os aços inoxidáveis austeníticos possuem restrições para a nitretação nas temperaturas convencionais, próximas de 550ºC, devido à precipitação intensa de nitretos de cromo na zona de difusão. Essa precipitação eleva a dureza, mas deteriora as propriedades de corrosão. O uso do processo de nitretação sob plasma permite introduzir nitrogênio em temperaturas inferiores a 450ºC, levando à formação de uma fina camada de austenita expandida pelo nitrogên (mais) io (gN). Essa fase possui uma estrutura cristalina mais bem representada pelo reticulado triclínico, com elevada concentração de nitrogênio em solução sólida supersaturada, a qual promove um estado de tensões residuais de compressão capaz de elevar a dureza do substrato de 4 GPa para valores próximos de 14 GPa. O Módulo de Elasticidade mantém-se próximo de 200 GPa após a nitretação. Resumo em inglês Austenitic stainless steels cannot be conventionally nitrided at temperatures near 550°C due to the intense precipitation of chromium nitrides in the diffusion zone. The precipitation of chromium nitrides increases the hardness but severely impairs corrosion resistance. Plasma nitriding allows introducing nitrogen in the steel at temperatures below 450°C, forming pre-dominantly expanded austenite (gN), with a crystalline structure best represented by a special triclinic (mais) lattice, with a very high nitrogen atomic concentration promoting high compressive residual stresses at the surface, increasing substrate hardness from 4 GPa up to 14 GPa on the nitrided case.

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Efeito do revenido na resistência à corrosão dos aços inoxidáveis supermartensíticos/ Effect of tempering on the corrosion resistance of supermartensitic stainless steels

Camillo, Ana Paula Ciscato; Rovere, Carlos Alberto Della; Aquino, José Mario de; Kuri, Sebastião Elias
2010-03-01

Resumo em português Os aços inoxidáveis supermartensíticos são utilizados nas indústrias de petróleo e gás, pois aliam boas propriedades mecânicas, soldabilidade e excelente resistência à corrosão. Eles são endurecidos pelo tratamento térmico de têmpera e, para otimizar suas propriedades mecânicas, são submetidos ao revenimento. Durante o revenimento, ocorre precipitação de fases, que, dependendo dos parâmetros temperatura e tempo, induz alterações indesejadas nas propri (mais) edades desses aços. Nesse trabalho, o objetivo foi estudar a microestrutura e a resistência à corrosão de um aço inoxidável supermartensítico em diferentes condições de revenido (550°C, 600°C e 650°C). Observou-se, na microestrutura da amostra revenida a 650°C, a formação de austenita e precipitados de cromo do tipo Cr3C2 e Cr7C3. As curvas de polarização indicaram que o tratamento térmico influencia o comportamento anódico, modificando a região passiva e as características do filme passivo. O revenido altera a resistência à corrosão, com o grau de sensitização diminuindo com o aumento de temperatura de 550°C para 650°C, devido à recuperação das zonas empobrecidas de cromo. Resumo em inglês Supermartensitic stainless steels have been used in the oil and gas industry for onshore and offshore tubing applications, due to their good mechanical properties, weldability and excellent corrosion resistance. They are hardened by quenching heat treatment, and to improve their toughness, are submitted to tempering. During the tempering, some phase precipitation occurs, which depending on the time and temperature parameters, produces some undesired changes in the steel p (mais) roperties. The aim of this research was to study the microstructure and the corrosion resistance of supermartensitic stainless steel in quenched and different tempered conditions (550°C, 600°C and 650°C). At the microstructure of the 650°C tempered sample was observed the formation of austenite and precipitates of chromium, like Cr3C2 and Cr7C3.The polarization curves indicated that the heat treatment influences the anodic behavior, changing the passive region and the passive film characteristics. The tempering changes the corrosion resistance, decreasing the degree of sensitization when increasing the temperature from 550°C to 650°C, this occurs due to the recovery of the chromium impoverished zones.

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Caracterização por XPS de filmes passivos formados sobre aços de baixa liga em meio de bicarbonato/ XPS characterization of passive films formed on mild steels in bicarbonate medium

Alves, Valéria Almeida; Brett, Christopher Michael Ashton; Montemor, Maria de Fátima
2005-03-01

Resumo em inglês Passive films formed in bicarbonate solutions on carbon steel, chromium steel and high speed steel have been characterized by XPS. The passive films formed on chromium and high speed steels showed superior protective properties than those formed on carbon steel. It was confirmed by XPS that the steel composition influences the passive film composition. Chromium oxide and hydroxide, as well as molybdenum and tungsten oxides and hydroxides are present in the passive film of (mais) chromium steel and high speed steel, respectively, besides iron oxide and hydroxide. The more complex composition of the oxide film on high speed steel explains its electrochemical behaviour and highest corrosion resistance.

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Avaliação da resistência ao desgaste de aços inoxidáveis endurecíveis por precipitação nitretados/ Wear resistance evaluation of nitrided precipitation hardening stainless steels

Casteletti, Luiz Carlos; Fernandes, Frederico Augusto Pires; Silva, Eder Bernardes Da; Picon, Carlos Alberto; Tremiliosi-Filho, Germano
2010-03-01

Resumo em português A nitretação por plasma consiste num tratamento efetivo para o aumento das durezas superficiais dos aços inoxidáveis, podendo ser realizada em temperaturas inferiores às usadas nos processos convencionais, evitando-se assim, a formação de nitretos de cromo, que prejudicariam a resistência à corrosão do material. Os aços inoxidáveis endurecíveis por precipitação foram desenvolvidos após a Segunda Guerra Mundial em decorrência das necessidades da indústria (mais) aeroespacial, que necessitava de materiais resistentes à corrosão em temperaturas mais elevadas. Nesse trabalho, foi produzido um aço inoxidável endurecível por precipitação com uso de Nb e um aço comercial PH 13-8Mo endurecível por precipitados à base de Cu, para fins de comparação em termos de produção de camadas nitretadas e de resistências ao desgaste abrasivo. O Nb mostrou-se um eficiente formador de precipitados endurecedores do aço, com o pico de dureza ocorrendo em poucos minutos de tratamento. Nos dois aços, obtiveram-se camadas nitretadas com boa uniformidade. A resistência ao desgaste do aço com Nb nitretado foi muito superior à do aço PH 13-8Mo também nitretado. Resumo em inglês Plasma nitriding is an effective treatment to increase the surface hardness of stainless steel and may be performed in temperatures below those used in conventional nitriding procedures, thereby avoiding the formation of chromium nitrides that would deteriorate the corrosion resistance of the material. The precipitation hardened stainless steels were developed after the Second World War as a result of the needs of the aerospace industry, which needed materials resistant t (mais) o corrosion at higher temperatures. In this research, a precipitation hardening Nb stainless steel and a PH 13-8Mo precipitation hardened stainless steels with Cu were produced, for purposes of comparison in terms of the production of nitrided layers and abrasive wear resistances. Nb proved to be an effective hardening precipitate former, with the hardness peak occurring within minutes of treatment. In both steels, nitrided layers with good uniformity were obtained. The wear resistance of the nitrided Nb steel was much higher than that presented by the PH 13-8Mo nitrided steel.

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Aplicação da norma astm A923-Prática a para identificação de fases intermetálicas em junta soldada de aço inoxidável superduplex UNS 32750/ ASTM A923-Practice A application to identify intermetallic phases in a UNS S32750 superduplex welded joint

Brandi, Sérgio Duarte; Silveira, Lauro M.Y.; Vasconcellos, Daniel L.B.
2010-03-01

Resumo em português Os aços inoxidáveis duplex e superduplex apresentam propriedades superiores aos aços inoxidáveis convencionais. Essa superioridade é baseada na composição química e em uma microestrutura balanceada (aproximadamente 50% de ferrita). Durante a soldagem podem ocorrer alterações, tanto na composição química, como na fração volumétrica das fases presentes, que podem gerar a presença de fases intermetálicas, que alteram as propriedades originais desses aços. (mais) O objetivo deste trabalho é de aplicar a norma ASTM A923-Prática A para verificar a presença de fases intermetálicas na junta soldada de aço inoxidável superduplex UNS 32750. Foram soldados tubos de UNS 32750 com diâmetros externos de 18 e 44 mm e espessura de 1,5 mm. O processo utilizado foi o TIG orbital, com adição de 25Cr-10Ni-4Mo e diâmetro de 0,8 mm. O metal de base e as juntas soldadas foram caracterizados tanto em microscopia óptica como em microscopia eletrônica de varredura. Os resultados mostraram que não houve a precipitação de fases intermetálicas detectadas pela norma ASTM A923, porém na ZAC dos dois tubos estudados apareceram pequenas regiões com precipitação de nitretos de cromo, que também podem alterar as propriedades das juntas soldadas. Resumo em inglês Duplex and superduplex stainless steels present superior mechanical and corrosion properties when compared to usual stainless steels. This superiority is based on chemical composition when in a balanced microstructure (approximately 50% of ferrite). During welding, changes may occur in both, the chemical composition and volume fraction of phases in the material, which may generate the presence of intermetallic phases and, as a consequence, modify the mechanical and corros (mais) ion properties of this group of stainless steels. The objective of this work is to apply ASTM A923- Practice A to verify the presence of intermetallic phases in welded joints of UNS 32750 su-perduplex stainless steel. Tubes of UNS 32750, with external diameters of 18 and 44 mm and a thickness of 1.5 mm, were welded using orbital GTAW, with filler metal 25Cr-10Ni-4Mo and a diameter of 0.8 mm. The metal-based and welded joints were characterized by optical and scanning electron microscopy. The results showed that there was no precipitation of the intermetallic phase, such as sigma phase, detected by ASTM A923, but the HAZ of the two tubes studied presented small regions with chromium nitrides, which can also change the properties of welded joins.

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