Please use this identifier to cite or link to this item: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/53215
Title in Portuguese: Estudo da soldabilidade de consumíveis de ligas a base de níquel em soldagem dissimilar com aço carbono por meio do ensaio Trans-Varestraint
Title: Study of the weldability of nickel-based alloy consumables in dissimilar welding with carbon steel using the Trans-Varestraint test
Author: Santos, Georgia Effgen
Advisor(s): Silva, Cleiton Carvalho
Keywords: Ligas de níquel
Aço carbono
Soldagem dissimilar
MIG/MAG
Soldabilidade
Ensaio Trans-Varestraint.
Ciência dos Materiais
Ligas (Metalurgia)
Soldagem
Issue Date: 2020
Citation: SANTOS, G. E. Estudo da soldabilidade de consumíveis de ligas a base de níquel em soldagem dissimilar com aço carbono por meio do ensaio Trans-Varestraint. 2020. 175 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia e Ciência de Materiais) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2020.
Abstract in Portuguese: As ligas à base de níquel são uma classe de materiais avançados de engenharia, reconhecidas por sua alta resistência à corrosão e excelentes propriedades mecânicas, sendo largamente utilizadas nas indústrias aeronáutica, química, de energia, petrolífera, entre outras. Seu alto custo por muitas vezes inviabiliza a fabricação de peças maciças. Estas ligas têm sido bastante utilizadas, tanto para a deposição de revestimentos, quanto para a soldagem de união dissimilar com aços C-Mn e baixa liga. Algumas ligas de níquel possuem alta suscetibilidade à trincas de solidificação em seu estado puro. Na soldagem dissimilar, modificações de composição química podem afetar as características microestruturais e metalúrgicas das ligas, por isso, a análise da interação dos materiais envolvidos no processo se faz necessária. A introdução de novos elementos à poça de fusão na soldagem dissimilar de ligas de níquel com aços pode mudar a suscetibilidade à trinca de solidificação. O objetivo deste estudo é avaliar a soldabilidade de soldas dissimilares das ligas de níquel Inconel 625 e Hastelloy C276 com os aços ao carbono ASTM A36 e AISI 1045, realizadas pelo processo MIG/MAG, por meio do ensaio de soldabilidade Trans-Varestraint. Neste estudo foram avaliados a influência da energia de soldagem, da diluição e do tipo de metal base na soldabilidade das ligas de níquel. Os resultados do ensaio Trans-Varestraint mostraram que a diluição do arame Hastelloy C276 com o aço AISI 1045 mostrou ser mais suscetível à trincas de solidificação que todas as demais combinações testadas. O resultado de simulação contradiz o resultado do ensaio Trans-Varestraint, indicando que a liga com maior susceptibilidade à trinca seria a Inconel 625. A contradição obtida em ambas as análises é explicada por meio de análise microestrutural, que indica a ocorrência do fenômeno de backfilling nas soldagens realizadas com o arame de Inconel 625. Em conclusão, a soldagem favorece a precipitação de fases secundárias associadas ao fenômeno de trinca de solidificação, havendo uma relação entre a susceptibilidade à trinca e a combinação entre metal de adição e metal base. A liga Hastelloy C276 apresentou maior susceptibilidade com a mudança do metal base, sendo o aço AISI 1045 o mais deletério. Houve a identificação da presença do fenômeno de backfilling nos ensaios realizados com a liga Inconel 625, o que explica a disparidade entre os resultados obtidos para esse material nos ensaios Trans-Varestraint e nas simulações.
Abstract: Nickel-based alloys are advanced engineering materials known for their corrosion resistance, good mechanical properties at high and low temperatures, and are widely used in the aeronautical, chemical, energy, and oil & gas industries, among others. Nickel-based alloys are often not used to manufacture massive parts due to their high cost. These alloys have been widely used as claddings and for dissimilar joint welding with C-Mn and low alloy steels. Some nickel-based alloys are highly susceptible to solidification cracks in their pure state. Dissimilar welding leads to changes in chemical composition, can affect the microstructure and metallurgical features, therefore, the analysis of the interaction of the materials involved in the process is necessary. The introduction of new chemical elements to the fusion zone in the dissimilar welding with nickel-based alloys can result in a change in the susceptibility to solidification crack. The objective of this study is to evaluate the weldability of dissimilar welds between the Inconel 625 and the Hastelloy C-276 nickel-based alloys deposited on the ASTM A36 and the AISI 1045 carbon steels carried out by the GMAW process, using the Trans-Varestraint weldability test. For this purpose, the influence of welding heat input, dilution level, and the kind of base metal on the weldability of the Ni-based alloys were evaluated. Based on the Trans-Varestraint test results, the Hastelloy C276 as filler metal on the AISI 1045 steel base metal shown more susceptible to cracking than all other pairs tested. The thermodynamic simulation contradicts the result of the Trans-Varestraint test, pointing that the alloy Inconel 625 has got the worse weldability. The contradiction observed in both analyzes is explained through microstructural analysis, indicating the occurrence of backfilling in the welds performed using the wire of Inconel 625. In conclusion, the results indicate that dissimilar welding induces the precipitation of secondary phases deleterious to the weldability of the wire/base metal set, which can be further reduced depending on the chosen materials. The Hastelloy C276 alloy showed a significant drop in weldability with the change of the base metal, with AISI 1045 steel being the most detrimental. The differences obtained between the Trans-Varestraint test and the simulations using Inconel 625 alloy can be explained by the presence of the backfilling effect.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/53215
metadata.dc.type: Dissertação
Appears in Collections:DEMM - Dissertações defendidas na UFC

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
2020_dis_gesantos.pdf7,21 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.