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Título: Estudo da temperatura de solubilização de aços inoxidáveis austeníticos ASTM A312 TP321 para operação em indústria petroquímica
Título em inglês: Study of temperature solubilization of austenitic stainless steels ASTM A312 TP321 for operation in petrochemical industry
Autor(es): Silva, Marcelo José Gomes da
Orientador(es): Abreu, Hamilton Ferreira Gomes de
Coorientador(es): Lima Neto, Pedro de
Palavras-chave: Ciência dos materiais
Data do documento: Mar-2001
Citação: SILVA, M. J. G. da (2001)
Resumo: Aços inoxidáveis austeníticos são bem conhecidos por sua resistência à corrosão e por apresentarem boas propriedades mecânicas a temperaturas altas. Estes aços estão sujeitos à corrosão intergranular causada pela segregação de carbono no contorno de grão formando carbonetos M23C6 ricos em cromo. A região próxima ao contorno de grão se torna mais pobre em cromo e susceptível à corrosão. Diz-se que esta região está sensitizada. Para evitar este problema, elementos estabilizantes como Ti (AISI 321) e Nb (AISI 347) são adicionados para causar a formação de TiC ou NbC, que reduzem o conteúdo de carbono em solução sólida. Mesmo com a utilização de aços estabilizados, para certas condições de temperatura, ocorre a segregação dos carbonetos ricos em cromo para a região dos contornos de grão, tornando necessário tratar termicamente o aço anteriormente à sua utilização. Neste trabalho foi estudado o comportamento do aço ASTM A312 TP321 a partir do estado como recebido e submetido às temperaturas de 380ºC e 600ºC por diferentes períodos. Foi também estudada uma temperatura de solubilização que minimizasse a sensitização deste material para posterior operação à 600ºC, tanto para o material no estado como recebido, como para material após um ano de operação na indústria petroquímica. Foram realizados tratamentos térmicos de solubilização à 900, 950, 1000 e 1050ºC em seguida as amostras foram submetidas à 600ºC por 15 minutos, 3, 10, 50 e 100 horas. Após cada tratamento foi realizada uma caracterização microestrutural por técnicas de microscopia eletrônica de varredura e microscopia ótica. Foram então realizados ensaios de reativação potenciocinética para avaliar o grau de sensitização das amostras. A exposição de amostras de aço ASTM A312 TP321 à temperatura de 600ºC acarretou na sensitização das mesmas, porém sua exposição à 380ºC não veio a causar este mesmo efeito. O tratamento térmico de solubilização à 900ºC anteriormente a exposição à 600ºC teve efeito no sentido de reduzir a sensitização deste material, mostrando ser o mais indicado para estas condições de utilização.
Abstract: The austenitic stainless steels are well known for their good corrosion resistance and mechanical properties at high temperatures. These steels can suffer intergranular attack caused by the carbon segregation at the grain boundaries forming chromium rich M23C6 carbides leading to Cr-depletion near grain boundaries regions. The region close to the grain boundaries gets susceptible to corrosion because of the chromium deficiency. This region is then called sensitized. In order to avoid this problem, stabilizing elements like Ti (AISI 321) and Nb (AISI 347) are added to cause TiC or NbC formation then reducing carbon content in solid solution. Even with the use of stabilized steels, for certain temperature conditions the carbide segregation to the grain boundaries area can occur, making it necessary to heat treat the steel prior to its use. This work studied the ASTM A312 TP321 behavior from an as received condition, submitted to 380ºC and 600ºC for different periods of time. It was also investigated a solution annealing temperature that could minimize the sensitization level of this material for operation at 600ºC, both for the material in the as received condition and after one year operation in the petrochemical industry. The samples were heat treated at the temperatures of 900, 950, 1000 e 1050ºC and then submitted to 600ºC for 15 minutes, 3, 10, 50 and 100 hours. After each heat treatment a micro structural characterization was held using both a metallurgical and a scanning electron microscope. The sensitization level of the samples was then investigated with an electrochemical potentiokinetic reactivation method. The exposure of the ASTM A312 TP321 steel samples to 600ºC lead to sensitization, but it did not happen when they were exposed to 380ºC. The solution anneal heat treatment at 900ºC prior to the exposure to 600ºC has achieved improvements in reducing sensitization of this material, indicating be the most beneficial for these operation condition.
Descrição: SILVA, M. J. G. da. Estudo da temperatura de solubilização de aços inoxidáveis austeníticos ASTM A312 TP321 para operação em indústria petroquímica. 2001. 77 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia e Ciência de Materiais) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2001.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/2431
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