Sample records for heat affected zone
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Avaliação da suscetibilidade à corrosão sob tensão da ZAC do aço inoxidável AISI 316L em ambiente de reator nuclear PWR/ Stress corrosion cracking of stainless steel AISI 316L HAZ in PWR Nuclear reactor environment

Schvartzman, Mônica Maria de Abreu Mendonça; Quinan, Marco Antônio Dutra; Campos, Wagner Reis da Costa; Lima, Luciana Iglésias Lourenço
2009-09-01

Resumo em português Aços carbono de baixa liga e aços inoxidáveis são amplamente utilizados nos circuitos primários de reatores nucleares do tipo PWR (Pressurized Water Reactor). Ligas de níquel são empregadas na soldagem destes materiais devido a características como elevadas resistências mecânica e à corrosão, coeficiente de expansão térmica adequado, etc. Nos últimos 30 anos, a corrosão sob tensão (CST) tem sido observada principalmente nas regiões das soldas entre mater (mais) iais dissimilares existentes nestes reatores. Este trabalho teve como objetivo avaliar, por comparação, a suscetibilidade à corrosão sob tensão da zona afetada pelo calor (ZAC) do aço inoxidável austenítico AISI 316L quando submetida a um ambiente similar ao do circuito primário de um reator nuclear PWR nas temperaturas de 303ºC e 325ºC. Para esta avaliação empregou-se o ensaio de taxa de deformação lenta - SSRT (Slow Strain Rate Test). Os resultados indicaram que a CST é ativada termicamente e que a 325ºC pode-se observar a presença mais significativa de fratura frágil decorrente do processo de corrosão sob tensão. Resumo em inglês In pressurized water reactors (PWRs), low alloy carbon steels and stainless steel are widely used in the primary water circuits. In most cases, Ni alloys are used to joint these materials and form dissimilar welds. These alloys are known to accommodate the differences in composition and thermal expansion of the two materials. Stress corrosion cracking of metals and alloys is caused by synergistic effects of environment, material condition and stress. Over the last thirty (mais) years, CST has been observed in dissimilar metal welds. This study presents a comparative work between the CST in the HAZ (Heat Affected Zone) of the AISI 316L in two different temperatures (303ºC and 325ºC). The susceptibility to stress corrosion cracking was assessed using the slow strain rate tensile (SSRT) test. The results of the SSRT tests indicated that CST is a thermally-activated mechanism and that brittle fracture caused by the corrosion process was observed at 325ºC.

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Avaliação de soldagem de aço estrutural através do Ruído Magnético de Barkhausen/ Evaluation of carbon steel welded plates with Magnetic Barkhausen Noise

Serna-Giraldo, Claudia P.; Padovese, Linilson R.
2010-12-01

Resumo em português Este trabalho apresenta resultados de avaliação de juntas soldadas de aço estrutural ASTM A36 por meio do Ruído Magnético de Barkhausen (RMB). A soldagem foi feita em chapas de 6 mm de espessura com preparação de chanfro em V, com um e dois passes. Foram feitas a caracterização de microestructuras e microdurezas através da junta soldada, e na superfície foram feitas medições de RMB. Os sinais de RMB foram analisados com o valor máximo, uma média de valores (mais) acima de 80% do pico máximo, o rms e o rms do envelope, dos quais foram obtidas curvas da variação com respeito ao centro do cordão e também foram obtidos mapas superficiais. Na caracterização microestructural obteve-se que as amostras de um e dois passes apresentaram tamanhos da zona afetada pelo calor (ZAC) diferente. As microdurezas mostraram que no limite de fusão tem-se a maior dureza enquanto que no fim da ZAC tem-se a menor dureza. O RMB mostrou que no limite de fusão tem o menor valor, enquanto que no fim da ZAC tem o maior valor. Este estúdio mostrou que as mudanças na microestrutura influenciam em todos os parâmetros analisados, sendo que a junta soldada ficou melhor representada pelo valor rms e rms do envelope do RMB. Resumo em inglês This paper shows results for the evaluation of ASTM A36 carbon steel welded joints by Magnetic Barkhausen Noise (MBN). V-groove shape welded samples were made in a 6 mm thickness plates, with one-pass and two-pass. Microstructural and microhardness characterization were made on a transversal section of welds. In the surface was made measurement of MBN. The signal of MBN were analyzed with the maximum value, threshold of 80% above of maximum, the root mean square (rms), th (mais) e root mean square of the profile, and these parameters were plotted in function of the distance to center bead. Surface maps were obtained, too. The microstructural characterization identified different heat affected zone (HAZ) sizes for one-pass and two-pass. In addition, changes on microhardness showed which higger hardness was happened in the fusion boundary whereas lower microhardness happened in the HAZ end. With MBN monitoring were verified that the lower value happened in the fusion boundary, whereas the MBN higher value happened in the HAZ end. The study showed that changes in the microstructure influence all analyzed parameters. The welded joint are best represented by the root mean square (rms), the root mean square of the profile.

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Metodologia de baixo custo para levantamento de diagramas CCT em soldagem/ Low-cost methodology for obtaining CCT welding diagrams

Vilarinho, Louriel Oliveira; Araújo, Douglas Bezerra de
2010-09-01

Resumo em português A união de materiais metálicos é freqüentemente associada a problemas metalúrgicos, associados ao material em uso e que, cuja solução, demanda estudos dedicados e demorados. Especificamente, podem ocorrer modificações metalúrgicas na ZAC (zona afetada pelo calor), levando a alterações microestruturais. Contudo esta é uma região de difícil estudo devido a sua pequena dimensão. Assim, a fim de superar esta limitação com relação ao estudo da ZAC, existem (mais) na literatura proposições de máquinas de simulação de ZAC, que fazem uso do efeito Joule para o aquecimento de determinados corpos de prova, que se resfriam por condução e convecção, de forma a simular o ciclo térmico em uma ZAC obtida por soldagem real. Tais simuladores comerciais estão disponíveis, mas a um custo muito alto. Assim, o desenvolvimento de um simulador físico de baixo custo é de grande importância. Em artigos anteriores, a proposição e construção deste simulador, que está baseado na modificação de um equipamento de soldagem a ponto por resistência, foram avaliadas como uso de corpos de prova cilíndricos de geometria fixa. Embora, a fonte consiga suprir a energia necessária para se atingir o ciclo térmico de aquecimento (alta temperatura e baixo tempo), não foi possível atingir um ciclo térmico de resfriamento próximo ao da realidade. Assim, para suprir tal limitação, simulações foram executadas em elementos para determinar a geometria ótima em função do tempo de resfriamento (ciclo térmico) desejado. Todos os dados das simulações foram compilados na forma de uma modelo de regressão para se executar tal otimização da geometria. A partir desta metodologia foi possível construir diferentes diagramas CCT aplicados obtidos com os rápidos ciclos térmicos presentes na soldagem. Tais diagramas são apresentados e comparados com os poucos encontrados na literatura, com boa concordância. Resumo em inglês The joining of metals is often associated to metallurgical problems, which is specific for each material and, therefore, demands dedicated and time-consuming study. Specifically, metallurgical transformations in the HAZ (Heat Affected Zone) can occur and lead to microestructural changes such as grain growth, fragile structures presence, cracking, among others. The HAZ is a difficult region for studying due to its small dimensions, where its properties are defined basicall (mais) y by the base metal characteristics and the factors that affect the thermal cycle of the process. Thus, in order to overcome this limitation of the HAZ study, there are in the literature different proposes of HAZ-simulator machines, which uses the Joule effect for heating specific coupons that cool down by conduction and convection. This approach intends to simulate the thermal cycle in a "real" HAZ obtained in a "real" welding. Comercial simulators are available at very high costs. Therefore, the development of a low-cost machine is welcome. In a previous study, the proposition and construction of this machine, based on the modification of resistance spot welding equipment, was carried out and the first coupons were fabricated in a cylindrical geometry. Although the machine provides sufficient energy, the use of traditional coupons with cylindrical geometry presents restrictions of portraying the "real" case, i.e., the welding. In the cylindrical geometry option, the obtained thermal cycles do not present temperature gradients closer to the ones in "real" weldments. Hence, to overcome this limitation, finite elements modelling was carried out and different coupon geometries were simulated. The objective is to reach thermal cycles as close as possible to the ones obtained in a "real" situation. A database of different geometrical features was achieved by using the finite element analyses. This database was used as the input of model regression analyses by using statistical ANOVA. The empirical resulting model was employed as the input of an optimization algorithm, which is used for searching a given cooling rate desired by the user. From these results is possible to obtain different cooling rates and build-up Continuous Cooling Transformation (CCT) Diagrams dedicated to welding, i.e., with higher cooling rates. Comparison was found in good agreement between obtained diagrams and the literature ones.

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Soldagem unilateral com suporte cerâmico de cordierita/ One-sided welding with cordierite ceramic backing

Almeida, Luciana Lezira Pereira de; Tatagiba, Luiz Cláudio Soares; Rosenthal, Ruben; Paranhos, Ronaldo Pinheiro da Rocha
2010-06-01

Resumo em português Este trabalho apresenta a avaliação de juntas soldadas com suporte cerâmico de cordierita produzido em laboratorio. Foi utilizada a técnica de soldagem unilateral em chapas de aço A-36 com espessuras de 6,4 e 15,8 mm pelo processo MIG-MAG. Com a chapa de 6,4 mm foi avalliado apenas o passe de raiz sobre o suporte cerâmico. Com a chapa de 15,8 mm foi produzida uma junta soldada em passes múltiplos. Após soldagem as juntas soldadas foram submetidas a ensaios de insp (mais) eção visual, liquido penetrante, macrografia, microdureza Vickers, microscopia ótica, ensaios de dobramento e de tração e análise química por EDS. Os resultados mostram que o passe de raiz, realizado sobre o suporte cerâmico, apresentou bom acabamento, isento de descontinuidades, com penetração adequada nas laterais do chanfro e reforço de solda apropriado. Em relação à junta soldada, a microestrutura da zona fundida (ZF) obteve predominância de ferrita primária, em suas formas de ferrita de contorno de grão e poligonal, e ferrita com segunda fase alinhada. A microdureza Vickers obteve valores médios abaixo de 180 HV tanto na zona termicamente afetada (ZTA) como na ZF. Os ensaios de dobramento não apresentaram descontinuidades maiores que 3 mm e nos ensaios de tração a ruptura ocorreu no metal base, indicando que o procedimento de soldagem foi adequado. A composição das inclusões tanto do passe de raiz como do ultimo passe de solda possuem os mesmos constituintes, apesar de proporções diferentes, indicando que não houve contaminação do material do suporte cerâmico no cordão de solda. Resumo em inglês This work presents the evaluation of welded joints using ceramic backing made in the laboratory. The one-sided welding technique was used to weld A-36 steel plate with 6,4 and 15,8 mm thick by the GMAW process. With the 6,4 mm steel plate, only the root bead welded over the ceramic backing was evaluated. With the 15,8 mm steel plate, a multipass welded joint was made. After welding, the welded joints were submitted to visual inspection, dye penetrant, macrograph, Vickers (mais) micro hardness, optical microscopy, bending and tensile testing and chemical analysis by EDS. The results show that the root pass made over the ceramic backing, presented adequate good shape, free from discontinuities, with adequate penetration in the edges of the groove and adequate reinforcement. Concerning the welded joint, the microstructure of the fusion zone presented predominance of primary ferrite, consisting of grain boundary ferrite and polygonal ferrite, and ferrite with aligned second phase. The Vickers micro hardness obtained mean values below 180 HV both in the heat affected zone and the fusion zone. Bending tests did not show discontinuities greater than 3 mm and in the tensile tests the rupture occurred in the base metal, indicating that the welding procedure was adequate. The chemical composition of the inclusions both in the root pass as in the last weld bead have the same constituents, despite different proportions, indicating that there was not contamination of the ceramic backing material into the weld bead.

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Soldagem unilateral com suporte cerâmico de cordierita/ One-sided welding with cordierite ceramic backing

Almeida, Luciana Lezira Pereira de; Tatagiba, Luiz Cláudio Soares; Rosenthal, Ruben; Paranhos, Ronaldo Pinheiro da Rocha
2010-03-01

Resumo em português Este trabalho apresenta a avaliação de juntas soldadas com suporte cerâmico de cordierita produzido em laboratorio. Foi utilizada a técnica de soldagem unilateral em chapas de aço A-36 com espessuras de 6,4 e 15,8 mm pelo processo MIG-MAG. Com a chapa de 6,4 mm foi avalliado apenas o passe de raiz sobre o suporte cerâmico. Com a chapa de 15,8 mm foi produzida uma junta soldada em passes múltiplos. Após soldagem as juntas soldadas foram submetidas a ensaios de insp (mais) eção visual, liquido penetrante, macrografia, microdureza Vickers, microscopia ótica, ensaios de dobramento e de tração e análise química por EDS. Os resultados mostram que o passe de raiz, realizado sobre o suporte cerâmico, apresentou bom acabamento, isento de descontinuidades, com penetração adequada nas laterais do chanfro e reforço de solda apropriado. Em relação à junta soldada, a microestrutura da zona fundida (ZF) obteve predominância de ferrita primária, em suas formas de ferrita de contorno de grão e poligonal, e ferrita com segunda fase alinhada. A microdureza Vickers obteve valores médios abaixo de 180 HV tanto na zona termicamente afetada (ZTA) como na ZF. Os ensaios de dobramento não apresentaram descontinuidades maiores que 3 mm e nos ensaios de tração a ruptura ocorreu no metal base, indicando que o procedimento de soldagem foi adequado. A composição das inclusões tanto do passe de raiz como do ultimo passe de solda possuem os mesmos constituintes, apesar de proporções diferentes, indicando que não houve contaminação do material do suporte cerâmico no cordão de solda. Resumo em inglês This work presents the evaluation of welded joints using ceramic backing made in the laboratory. The one-sided welding technique was used to weld A-36 steel plate with 6,4 and 15,8 mm thick by the GMAW process. With the 6,4 mm steel plate, only the root bead welded over the ceramic backing was evaluated. With the 15,8 mm steel plate, a multipass welded joint was made. After welding, the welded joints were submitted to visual inspection, dye penetrant, macrograph, Vickers (mais) micro hardness, optical microscopy, bending and tensile testing and chemical analysis by EDS. The results show that the root pass made over the ceramic backing, presented adequate good shape, free from discontinuities, with adequate penetration in the edges of the groove and adequate reinforcement. Concerning the welded joint, the microstructure of the fusion zone presented predominance of primary ferrite, consisting of grain boundary ferrite and polygonal ferrite, and ferrite with aligned second phase. The Vickers micro hardness obtained mean values below 180 HV both in the heat affected zone and the fusion zone. Bending tests did not show discontinuities greater than 3 mm and in the tensile tests the rupture occurred in the base metal, indicating that the welding procedure was adequate. The chemical composition of the inclusions both in the root pass as in the last weld bead have the same constituents, despite different proportions, indicating that there was not contamination of the ceramic backing material into the weld bead.

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Sazonalidade de variáveis biofísicas em regiões semiáridas pelo emprego do sensoriamento remoto/ Biophysics variables seasonality on surface in semiarid regions by using remote sensing

Rodrigues, Joseilson O.; Andrade, Eunice M. de; Teixeira, Adunias dos S.; Silva, Bernardo B. da
2009-09-01

Resumo em português Para investigar alterações no albedo, no Índice de Vegetação por Diferença Normalizada (NDVI), no saldo de radiação e no fluxo de calor no solo, em decorrência do regime pluviométrico no semiárido cearense, desenvolveu-se um estudo na bacia do Rio Trussu - Ceará, empregando-se sensoriamento remoto. Foram utilizadas duas imagens Landsat 7 ETM+, datadas de 25-10-2000 e 24-7-2001, sendo as variáveis estimadas pelo emprego do algoritmo SEBAL (Surface Energy Balan (mais) ce Algorithms for Land). Os resultados mostraram que as variáveis investigadas apresentaram alterações entre as duas estações, sendo os maiores valores de albedo registrados na estação seca. O NDVI apresentou maior sensibilidade ao regime hídrico, mostrando alto potencial de recuperação da vegetação ao efeito da precipitação. As margens do Rio Trussu apresentaram NDVI superior a 0,39, sendo indicativo de preservação da mata ciliar. A vegetação da bacia mostrou alto poder resiliente expresso pelo incremento nos valores de NDVI para o ano de 2001. A estação chuvosa exerceu também influência marcante sobre o saldo de radiação e fluxo de calor no solo, confirmando o efeito da estação climática na modificação do balanço de energia sobre a bacia. Resumo em inglês To investigate the rainfall regime effects over the albedo, NDVI (normalized difference vegetation index), net radiation and soil heat flux in a semiarid region (Northeast of Brazil), a study in the Trussu watershed was developed by using remote sensing. The study focuses on two images (Landsat 7 ETM+) provided by Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), from October 25, 2000 and July 24, 2001, each of them having a different rainfall regime (dry and wet seasons) (mais) . The images were analyzed by using the SEBAL algorithm (surface energy balance algorithm for land). The results showed that the amount of rainfall affected the investigated variables, and the highest values of albedo were registered during the dry season. The NDVI presented high sensibility to rainfall regime, pointing out a high vegetation potential recover during the rainfall season. The NDVI along the Trussu River was up to 0.39, expressing the repair zone preservation. The watershed vegetation showed a high resilience power expressed by NDVI values in the year of 2001. Net radiation and soil heat flux were greater in the dry season, in this way expressing the effect of humidity on the energy balance.

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Estudo da soldagem de tubos de aço inoxidável duplex e superduplex na posição 5G/ Study of the welding of duplex and superduplex stainless steel pipes in the 5G position

Vasconcellos, Pedro Ivo Guimarães de; Rosenthal, Ruben; Paranhos, Ronaldo Pinheiro da Rocha
2010-09-01

Resumo em português Os aços inoxidáveis duplex e superduplex possuem uma microestrutura austeno-ferrítica com fração média de cada fase de cerca 50%. A microestrutura duplex é responsável pelas excelentes propriedades mecânicas, especialmente o limite de escoamento e a tenacidade, e pela elevada resistência a corrosão por pites e sob tensão em meios contendo cloretos. A soldagem destes aços é frequentemente uma operação crítica. Neste trabalho, um tubo de superduplex SAF 220 (mais) 7 foi soldado pelo processo TIG (GTAW) no passe de raiz e eletrodo revestido (SMAW) nos passes de enchimento, e um tubo de duplex SAF 2205 foi todo soldado pelo processo GTAW. A microestrutura do metal base, zona afetada termicamente (ZTA) e metal de solda foi caracterizada e quantificada. As propriedades de tenacidade, resistência a corrosão e composição química foram avaliadas e correlacionadas. Os valores de tenacidade ao impacto Charpy-V foram considerados adequados. Não foi observada a precipitação de intermetálicos, carbonetos e nitretos. O melhor resultado no teste de corrosão da junta soldada de aço inox superduplex, comparado ao duplex, foi atribuído ao baixo teor de ferrita delta na solda e ZTA, e composição química da solda enriquecida em Cr, Mo, W e N. Resumo em inglês The duplex and superduplex stainless steels have an austenitic-ferritic microstructure with an average fraction of each phase of approximately 50%. This duplex microstructure is responsible for the excellent mechanical properties, specially the yield strength and toughness, and for the improved pitting and stress corrosion cracking resistance in chloride environments. Welding of these steels is often a critical operation. In this work, a superduplex stainless steel SAF 25 (mais) 07 pipe was welded by the GTAW process in the root pass and by SMAW process on filler passes, and one pipe of duplex SAF 2205 was entirely welded by the GTAW process. The microstructure of the base metal, heat affected zone (HAZ) and weld metal was characterized and quantified. Toughness and corrosion resistance and chemical composition were evaluated and correlated. The results of impact Charpy-V tests were considered adequate. Precipitation of intermetallics, carbides and nitrides has not been observed. The best corrosion resistance results presented by the superduplex stainless steel welded joint, compared to the duplex steel, was attributed to the lower delta ferrite content in the weld metal and HAZ, and the weld metal chemical composition enriched in Cr, Mo, W and N.

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Estudo comparativo de três ligas austeníticas com cobalto resistentes à cavitação depositadas por plasma pulsado térmico/ Comparative study of three austenitic alloy with cobalt cavitation resistant deposited by plasma welding

Will, Cristhian Ramos; Capra, André Ricardo; Pukasiewicz, Anderson Geraldo Marenda; Chandelier, Joceli da Guia; Paredes, Ramón Sigifredo Cortés
2010-03-01

Resumo em português A necessidade de diminuição dos tempos de parada e custos de manutenção de turbinas geradoras de energia elétrica tem motivado o desenvolvimento de novos materiais e processos de recuperação de áreas cavitadas. Atualmente diferentes processos automatizados de soldagem vêm sendo estudados, principalmente a soldagem por plasma de arco transferido, PTA (plasma transferred arc), em substituição à soldagem FCAW (flux cored arc welding). O processo PTA apresenta com (mais) o principais vantagens a baixa diluição, estreita zona termicamente afetada, excelente estabilidade de arco e baixo índice de respingos, entretanto, poucas ligas resistentes à cavitação foram desenvolvidas para este processo. Este trabalho tem por objetivo comparar três ligas resistentes à cavitação com Cobalto, depositadas por PTA. A primeira desenvolvida para soldagem FCAW, a segunda desenvolvida para soldagem PTA e uma liga nacional em desenvolvimento do tipo inoxidável austenítica com cobalto. As amostras foram analisadas através de microscopia ótica, eletrônica de varredura, microdureza Vickers, raios-X e ensaio de cavitação acelerada, ASTM G-32-95. Os resultados mostraram a formação de microestruturas austeníticas refinadas nas três amostras. A liga comercial desenvolvida para soldagem PTA apresentou melhor estabilidade do arco, além de menor quantidade de defeitos. A liga nacional apresentou bom resultado durante a deposição, enquanto que a liga FCAW apresentou melhor resultado no ensaio de cavitação. Resumo em inglês The necessity of time and maintenance costs reduction, in electric energy generation turbines promotes the development of new materials and processes to recovering cavitated areas. Nowadays different automated welding process have been studied, mainly, plasma transferred arc welding, PTA, in substitution to flux cored arc welding FCAW. PTA process presents as main advantages: low dilution, narrow heat affected zone and excellent arc stability, however, few cavitation resi (mais) stant alloys are developed for this process. This work has the objective to compare three cobalt cavitation resistant alloys, deposited with PTA process. The first alloy is a cobalt stainless steel alloy developed for FCAW process, the second is a cobalt stainless steel alloy developed for PTA process and a national developed stainless steel alloy with cobalt. The samples were analyzed by optical and electronic microscopy, micro hardness and accelerated cavitation test, ASTM G32-95. The results show that a refined austenitic microstructure was observed in all samples. The commercial alloy, developed for PTA welding, presented a better arc stability and lower quantity of defects. The national alloy had shown good result during deposition, while FCAW alloy presented better cavitation resistance.

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