aplicação da norma astm a923 prática a para identificação de fases ...

3.2 Caracterização metalográfica do metalde base e das juntas soldadas.A figura 1 apresenta uma microestruturaferrítica-austenítica, típica de aço superduplex,sem precipitação aparente nos contornos de grãoe interfaces, caracterizando um material compropriedades dentro das especificadas, como atemperatura crítica para corrosão por pites(CPT), que está ao redor de 80 o C, conformedados fornecidos pelo fabricante.As figuras 2 e 3 apresentam micrografiasobtidas com microscópio óptico das juntassoldadas dos dois tubos. Nestas micrografiasnotam-se uma alteração na morfologia etamanho da ferrita e da austenita. Na ZAC dosdois tubos (figs. 2a e 3a) aparecem poucasregiões com precipitação de nitretos de cromona ferrita. Já as zonas fundidas são constituídasde ferrita e austenita primária e secundária, enão apresentaram nenhum tipo de precipitaçãode fases intermetálicas que pudesse afetar odesempenho da junta. Com isto, a temperaturacrítica para corrosão por pites (CPT) da zonafundida deve estar ao redor de 50 o C, conformedados fornecidos pelo fabricante.Para confirmar estes resultados os corpos-deprovaforam observados com maior aumento nomicroscópio eletrônico de varredura. Osresultados das microestruturas observadas estãoapresentados nas figuras de 4 a 6.As análises destas figuras mostram que nãoexistem fases intermetálicas (CrN) precipitadasnos contornos de grão ferrita/ferrita e nasinterfaces ferrita/austenita nos metais de base(figura 4). As figuras 5a e 6a foram retiradas naszonas afetadas pelo calor das soldas dos doistubos, mostrando regiões sem a presença deCrN, embora tenham sido observadas regiõescomo as apresentadas nas figuras 2a e 3a. Asfiguras 5b e 6b apresentam uma intensaprecipitação de austenita secundária no interiordo grão ferrítico. Esta fase possui menorquantidade dos elementos de liga presentes. Astabelas 2 e 3 apresentam valores de composiçãoquímica das fases presentes tanto no metal debase (tabela 2) como na zona fundida (tabela 3).Observando-se as tabelas 2 e 3 nota-se queexiste uma diferença na temperatura crítica decorrosão por pites estimada (CPT) nasdiferentes regiões analisadas. A austenita temum CPT menor que a ferrita, por ter teores de Cre Mo menores que a ferrita, embora tenha umaconcentração maior de nitrogênio. De todos osresultados apresentados, a austenita secundáriaapresenta os menores valores de CPT de todasas fases analisadas (48,8 o C), próximo dosvalores publicados na literatura.3.3 Ensaio para detectar a presença de fasesintermetálicas no metal de base e juntassoldadas de aço inoxidável superduplex2507.Para verificar a existência de fases intermetálicasno aço 2507 foi empregada a norma ASTMA923-01 prática A. A figura 7 apresenta osresultados da prática A para os metais de baseSoldagem 238

dos tubos soldados. Os resultados mostraram quenão foram detectadas a presença de fasesintermetálicas nos dois tubos.As figuras 8 e 9 mostram os resultados para azona fundida e zona afetada pelo calor dos doistubos. Embora pareça que existem regiõesescuras, elas foram geradas por manchas queocorreram ou durante a secagem das amostrasou devido ao resíduo de ataque que ficouconcentrado em algumas regiões, causado pelorelevo da microestrutura. Em uma primeiraavaliação com base nesta prática, não existemindícios de precipitação de fases intermetálicasnas regiões analisadas, embora tenham sidoobservados nitretos de cromo nas zonas afetadaspelo calor dos dois materiais, conformeobservado por outras técnicas de análise4. CONCLUSÕES.Com base nas técnicas empregadas e materiaisutilizados é possível concluir que, em umprimeiro momento, não existe precipitação defases intermetálicas em quantidade suficientepara afetar a resistência à corrosão das juntassoldadas com base na norma ASTM 923-01prática A. Sugere-se que práticas adicionaissejam empregadas para avaliar com maiorsegurança a resistência à corrosão das juntassoldadas fornecidas.Agradecimentos.Os autores gostariam de agradecer ao MCT/FINEP peloprojeto 2882/04, a Prysmian Energia Cabos e Sistemas doBrasil S.A. através do Sr. Carlos Alberto Godinho e aogrupo LIFE&MO através do Prof. Dr. Celso Pupo Pesce.5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.1) SOLOMON, H.D.; DEVINE, T.M. A tale of twophases. In: Conference Duplex Stainless Steels’82,St. Louis-USA, 1982. Proceedings. Ohio,American Society of Metals, 1983, p. 693-756.2) NILSSON, J.O. Superduplex stainless steels.Materials Sc. and Tech. v. 8, n. 8, p. 685-700, 1992.3) CHARLES, J. Super duplex stainless steels:structure and properties. In: Conference DuplexStainless Steels’91, Beaune Bourcogne-France,1991. Proceedings. France, 1991, p. 3-48.4) Novak, C.J. - "Structure and constitution ofwrought austenitic stainless steel". IN : Handbook ofstainless steel, ed.: Peckner,D & Bernstein, I.M.; McGraw-Hill,USA, pg. 4-1 a 4-78, 1977.5) Weiss, B.; Stickler, R. - "Phase instabilitiesduring high temperature exposure of 316 austeniticstainless steel". Met Trans., 3A(4):851-866,1972.6) Brandi, S.D. - “Estudo da soldabilidade do açoinoxidável duplex DIN W. Nr. 1.4462 (UNS S31803),tese de doutoramento, EPUSP, 1992, 265 pgs.7) Southwick, P.D.; Honeycombe, R.W.K. -"Decomposition of ferrite to austenite in 26%Cr-5%Ni stainless steel". Metal Sci., 14(7):253-261,1980.8) Solomon, H.D.; Koch, E.F. - "High temperatureprecipitation of alpha prime in a multicomponentduplex stainless steel". Scripta Met., 13(10):971-974,1979.9) Brandi, S.D.; Padilha, A.F. - "Weldability ofduplex stainless steel UNS S31803". IN: ConferenceAbstracts, 73rd American Welding Society AnnualMeeting, AWS, mar. 22-27, 1992, Chicago IL,EUA, pg. 22-23.10) Hertzman, S.; Roberts, W.; Lindenmo, M. -"Microstructure and properties of nitrogen alloyedduplex stainless steel after welding treatments". IN :Duplex Stainless Steel 86 International Conference;van Liere, J. (editor); 26-28 Oct. 1986, The Hague,Suécia, pg. 257-267.11) Ramirez, A. J.; Lippold, J.C.; Brandi, S.D.; –"The relationship between chromium nitride andsecondary austenite precipitation in duplex stainlesssteels". Metallurgical and Materials Transactions A,34A(8):1575–1597, 2003.12) Brandi, S.D.; Lippold, J.C.; Lin, W. - “Effect ofpreheat temperature on multipass HAZ performanceof duplex stainless steels”IN: 76th AmericanWelding Society Annual Meeting; Cleveland, OH,EUA, 1995.13) Lippold, J.C.; Lin; W.; Brandi, S.D.; Varol, I.;Baeslack III, W.A - “Heat affected zonemicrostrucuture and properties in commercial duplexstainless steels”. IN: Fourth International ConferenceDuplex Stainless Steels (Duplex 94); Glasgow,Escócia; 13 a 16 de novenbro de 1994; paper 116.Soldagem 239

14) Brandi, S.D.; Lippold, J.C. - "Consideraçõessobre a metalurgia da soldagem de aços inoxidáveisduplex e superduplex". Metalurgia e Materiais,53(463):141-146, 1997.15) S.D.Brandi – "Some aspects of weldability andjointability of duplex stainless steels". MaterialsScience Forum, vol. 426-432, pg. 4063-4068, 2003.16) Folkhard,E. - "Welding metallurgy of stainlesssteels", Springer-Verlag, Austria, 1988.Tabela 1 – Teor de ferrita medido nos tubos deaço 2507 e nas zonas fundidas (ZF) dos cordõesde solda.Corpo-de-prova Ferrita (%)Tubo com diâmetro de 18 mm 47,3 ± 1,7ZF (diâmetro de 18 mm) 40,1 ± 3,2Tubo com diâmetro de 44 mm 48,1 ± 1,2ZF (diâmetro de 44 mm) 46,1 ± 3,2Tabela 2 – Composição química por energiadispersiva do metal de base, da ferrita e daaustenita e estimativa da CPT, em o C.Metal de baseElem. % % at.Si 0,64 1,28Mo 4,25 2,47Cr 25,5 27,27Fe 62,95 62,68 IP N CPT ( o C)Ni 6,66 6,31 43,8 60,8FerritaElem. % % at.Si 0,62 1,23Mo 5,1 2,96Cr 26,89 28,81Fe 62,52 62,37 IP N CPT ( o C)Ni 4,86 4,62 44,2 61,7AustenitaElem. % % at.Si 0,54 1,07Mo 3,34 1,93Cr 24,02 25,66Fe 63,99 63,66 IP N CPT ( o C)Ni 8,11 7,68 38,9 49,4Tabela 3 – Composição química por energiadispersiva da zona fundida, da ferrita e daaustenita e estimativa da temperatura críticapara corrosão por pites (CPT), em o C.Zona fundidaElem. % % at.Si 0,66 1,30Mo 4,27 2,48Cr 25,38 27,17Fe 61,11 60,91 IP N CPT ( o C)Ni 8,59 8,14 43,8 60,7FerritaElem. % % at.Si 0,59 1,18Mo 4,5 2,61Cr 25,5 27,34Fe 61,36 61,24 IP N CPT ( o C)Ni 8,04 7,63 40,8 53,9Austenita primáriaElem. % % at.Si 0,61 1,21Mo 3,48 2,01Cr 25,01 26,71Fe 61,71 61,37 IP N CPT ( o C)Ni 9,19 8,69 40,3 52,7Austenita secundáriaElem. % % at.Si 0,59 1,16Mo 3,11 1,80Cr 24,52 26,16Fe 62,61 62,24 IP N CPT ( o C)Ni 8,5 8,04 38,6 48,8Soldagem 240

Figura 1 – Fotografia em microscópio óptico demetal de base dos tubos (2507), apresentandouma microestrutura típica composta de ferrita(fase mais escura) e austenita (fase mais clara).Microscópio óptico. Aumento: 1000X. Ataqueeletrolítico: ácido oxálico 10%.(a)1234536785794667(a)(b)1234536785794667(b)Figura 3 – Fotografia em microscópio óptico dajunta soldada do tubo de 44 mm de açosuperduplex 2507. Em (a) para a ZAC e em (b)para a ZF. Ataque eletrolítico: ácido oxálico10%. Microscópio óptico. Aumento: 500X.Ataque eletrolítico: ácido oxálico 10%.Figura 2 – Fotografia em microscópio óptico dajunta soldada do tubo de 18 mm de açosuperduplex 2507. Em (a) para a ZAC e em (b)para a ZF. Microscópio óptico. Aumento: 500X.Ataque eletrolítico: ácido oxálico 10%.Soldagem 241

(a)(a)(b)(b)Figura 4 – Metal de base dos tubos. Em (a) parao diâmetro de 18 mm e em (b) para o diâmetrode 44 mm. Microscópio eletrônico de varredura.Aumento: 5000X. Ataque eletrolítico: ácidooxálico 10%.Figura 5 – Junta soldada para o tubo de 2507 de18 mm de diâmetro com metal de adição. Em(a) zona afetada pelo calor (ZAC) e em (b) zonafundida mostrando a presença de austenitaprimária e secundária. Microscópio eletrônicode varredura. Aumento: 1500X. Ataqueeletrolítico: ácido oxálico 10%.Soldagem 242

(a)(a)(b)(b)Figura 6 – Junta soldada para o tubo de 2507 de44 mm de diâmetro com metal de adição. Em(a) zona afetada pelo calor (ZAC) e em (b) zonafundida com a presença de austenita secundáriaMicroscópio eletrônico de varredura. Aumento:1500X. Ataque eletrolítico: ácido oxálico 10%.Figura 7 – Resultado do emprego da prática Ada norma ASTM A923 – 01. Em (a) para o tubocom 18 mm de diâmetro e em (b) para o tubocom 44 mm de diâmetro. Microscópio óptico.Aumento: 500X. Ataque eletrolítico: NaOH40%.Soldagem 243

(a)(a)(b)(b)Figura 8 – Resultado do emprego da prática Ada norma ASTM A923 – 01 na junta soldada dotubo de 18 mm de diâmetro. Em (a) ZAC e em(b) ZF. Microscópio óptico. Aumento: 500X.Ataque eletrolítico: NaOH 40%.Figura 9 – Resultado do emprego da prática Ada norma ASTM A923 – 01. na junta soldadado tubo de 44 mm de diâmetro. Em (a) ZAC eem (b) ZF Microscópio óptico. Aumento: 500X.Ataque eletrolítico: NaOH 40%.Soldagem 244