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gido a componentes de pequena espessura,
que apresentam menor rigidez e, desta
forma, menor propensão para a fratura frágil,
e que podem ser soldados com um baixo
aporte térmico, reduzindo, desta forma, a
degradação das propriedades da solda.
Existe um potencial para se influenciar
de forma positiva e forte o crescimento e a
competitividade do setor de bens de capital
através do domínio da tecnologia de soldagem
das ligas inoxidáveis ferríticas com maior
espessura (acima de cerca de 4 mm). O presente
artigo apresenta um estudo exploratório
sobre a possibilidade de aplicação de aços
inoxidáveis ferríticos em estruturas de maior
espessura. O estudo envolveu tanto a caracterização
do metal base, que foi produzido em
instalações industriais, mas ainda na forma
de teste para o desenvolvimento do produto,
como de juntas soldadas usando o processo
de soldagem com arames tubulares.
2. Materiais e Métodos
Neste projeto, foi estudado um aço da
classe UNS S43932, na espessura de 5
mm, fornecido pela ArcelorMittal Inox Brasil
(Tabela 1). Considerando o caráter exploratório
do presente trabalho e que o material
não é produzido como um produto final na
espessura indicada, foi usada uma chapa
laminada a quente. Este aço tem baixo teor
de carbono, 17% de cromo e é estabilizado
ao titânio (Ti) e ao nióbio (Nb). Segundo a
norma ASTM A 240/A 240M, a formulação
que rege a sua estabilização é:
%(Ti + Nb) > [0,20+4(C+ N)] e
%(Ti+Nb) < 0,75 (1)
O consumível de soldagem foi um arame
tubular “metal cored” ferrítico estabilizado
ao Nb e ao Ti, com 1,2 mm de diâmetro,
fornecido pela ESAB Indústria e Comércio
Ltda. (Tabela 2).
A soldagem dos corpos de prova foi realizada
pelo processo FCAW. Foram realizados
cordões sobre chapa e soldas em chanfro.
O ciclo térmico da soldagem foi monitorado,
e os dados, avaliados. Os testes de soldagem
utilizaram 4 níveis diferentes de energia
(0,4 kJ/mm, 0,6 kJ/mm, 0,8 kJ/mm e 1,2
kJ/mm). Aspectos gerais da microestrutura
do metal base e da ZTA foram analisados,
incluindo a determinação dos constituintes
presentes através de microscopia ótica (MO)
e eletrônica de varredura (MEV), medição
do tamanho de grão ferrítico, caracterização
dos principais precipitados presentes
e avaliação de possível sensitização. Além
disso, as propriedades mecânicas, tração e
impacto, foram avaliadas.
3. Resultados e Discussão
3.1. Metal base
O metal base não estava otimizado para
a aplicação pretendida. Isto pode ser comprovado
a partir da análise de sua microestrutura,
que apresenta granulação grossa
(Figura 1). A microestrutura era composta
por uma matriz de ferrita com precipitados. A
granulação observada do metal base sugere
que este tem baixa tenacidade [3].
O material apresenta precipitados com
formas diversas e dimensões. A Figura 2
apresenta alguns precipitados dourados,
coloração típica do carbonitreto de titânio. A
Figura 3 apresenta imagens obtidas no MEV
com precipitados que foram analisados por
EDS (Tabela 3). Os resultados indicam que
os precipitados escuros são predominantemente
de titânio, possivelmente Ti (C, N), e
os claros são de nióbio, possivelmente Nb
(C, N) ou a fase de Laves (Fe2Nb).
Alguns precipitados apresentavam estrutura
complexa, com uma região externa
clara e um núcleo escuro, por exemplo, o
precipitado P3 da Figura 3(a). A borda deste
precipitado, região mais clara, apresenta um
maior teor de nióbio, enquanto a central,
mais escura, é rica em titânio. Estes resultados
confirmam a biestabilização do aço
estudado. Além disso, a precipitação de
compostos de nióbio sobre um precipitado
já existente de composto de Ti é razoá-
OUTUBRO Nº 14 2010
Correio Técnico
Elemento C Mn Si Cr Ni Nb Ti N
% 0,01 0,16 0,43 17,1 0,19 0,18 0,13 0,01
Fonte: ArcelorMittal Inox Brasil
Tabela 1: Composição química do metal base (% peso)
Tabela 2: Composição química (% peso) do metal depositado pelo arame tubular
com o gás 98%Ar +2%O2
Elemento C Mn Si Cr Ti Nb
Composição
(%peso)
Fonte: ESAB Indústria e Comércio Ltda.
0,03 0,55 0,45 17,0 0,12 0,60
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