Laboratório de Materiais do Centro Universitário da FEI
http://www.fei.edu.br/mecanica/me541/LabMat.htm
Fração volumétrica de fase sigma durante o
envelhecimento de aço inoxidável dúplex SAF 2205.
GUSTAVO HENRIQUE BOLOGNESI DONATO.
e-mail:[email protected]
Orientador: Prof. Dr. Rodrigo Magnabosco.
e-mail:[email protected]
Objetivos
Resultados experimentais:
Estudo da evolução da fração volumétrica de fase sigma
em aço inoxidável dúplex SAF 2205 no intervalo de temperaturas
de 700ºC a 900ºC em envelhecimento isotérmico de até 1032
horas, gerando o diagrama de cinética de formação de fase
sigma para este intervalo.
Caracterização microestrutural:
Micrografia 1: Amostra solubilizada a 1120ºC.
Ferrita (escura), austenita (cinza). Ataque: Behara
modificado.
Materiais e métodos
Material em estudo: Aço inoxidável SAF 2205 (UNS S31803).
Composição química média:
Elemento
Cr
% em peso 22,2
Ni
Mo
Mn
Si
5,70
2,98
1,60
0,44
V
N
C
0,07 0,161 0,016
P
S
0,02
0,001
Micrografia 2: Envelhecimento por
10 minutos a 900ºC. Ferrita
(escura), austenita (cinza) e sigma
(branca). Ataque: Behara
modificado.
Micrografia 3: Envelhecimento
por 8 horas a 900ºC. Ferrita
(escura), austenita (cinza) e
sigma (branca). Ataque: Behara
modificado.
Micrografia 4: Envelhecimento
por 1032 horas a 900ºC.
Austenita (cinza) e sigma
(branca). Ataque: Behara
modificado.
Tratamento térmico e preparação das amostras:
Uma vez atacadas as amostras foram analisadas por
estereologia quantitativa, sendo submetidas à análise de imagens
através do software Qmetals, parte integrante do sistema de análise
de imagens LEICA Q500/W, conectado ao microscópio LEICA
DMLM. Foram analisados 90 campos por amostra, colhidos
aleatoriamente.
Micrografia 6: (41,86%)Envelhecimento por 24 horas a
900ºC. Ataque: KOH, seletivo a
fase sigma.
Micrografia 7: (36,29%)Envelhecimento por 1032
horas a 900ºC. Ataque: KOH,
seletivo a fase sigma.
Caracterização quantitativa da microestrutura:
Estudo da evolução da fração volumétrica de sigma.
70
70
60
60
50
50
Sigma(%)
Caracterização quantitativa da microestrutura:
Micrografia 5: (7,82%)Envelhecimento por 20 minutos a
900ºC. Ataque: KOH, seletivo a
fase sigma.
Sigma(%)
Foram produzidas quatro séries de amostras, envelhecidas
isotermicamente a 700ºC, 750ºC, 800ºC e 900ºC, com tempo de
envelhecimento variando de 10 minutos a 1032 horas, em forno
tubular com atmosfera inerte (99,99% N2). Amostras sofreram
preparação metalográfica, composta de lixamento (granulações
#220, #320 e #500) e polimento (pasta de diamente de 6 m, 3 m,
e 1 m) conduzidos em politriz automática Struers Abramin (figura
1). Na sequência as amostras sofreram ataque eletrolítico em
solução de KOH (10%) conduzido no equipamento Struers
Lectropol (Figura 2) com 2Vdc por 1,5 minutos.
40
30
40
30
20
20
10
10
0
0
0.1
1
10
100
1000
10000
Tempo(h)
Gráfico 1: fração volumétrica de sigma para aço SAF
2205 envelhecido a 900ºC.
0.1
1
10
100
1000
10000
Tempo(h)
Gráfico 2: fração volumétrica de sigma para aço
SAF 2205 envelhecido a 800ºC.
Conclusões:
 A 900ºC a fração volumétrica de sigma aumenta no decorrer do tempo
e a fração volumétrica máxima desta fase se dá a 96 horas de
envelhecimento, com um valor aproximado de 46%, porém vale notar
que ocorre uma queda na fração volumétrica de fase sigma a partir
deste ponto de máximo, atingindo 36% para um envelhecimento de
1032 horas. É válido aí o estudo da possível presença de outras fases
que expliquem este comportamento.
 Já a 800ºC a máxima fração volumétrica de sigma é de
Figura 1: Politriz automática Struers
Abramin.
Figura 2: Equipamento para ataque
eletrolítico Struers Lectropol.
aproximadamente 54%, alcançada a partir de 24 horas de
envelhecimento, mantendo-se praticamente inalterada em
superiores tempos de envelhecimento.
Próximas etapas:
Figura 3: Microscópio LEICA
DMLM e analisador de imagens
LEICA Q500/W.
-ataque e análise da fração volumétrica de
fase sigma nas séries de amostras de
750ºC e 700ºC;
-confecção dos diagramas de formação
faltantes;
Agradecimentos:
 Aos meus pais, avós, minha namorada e minha irmã que me dão o respaldo para sempre seguir em frente.
 Ao Prof. Dr. Rodrigo Magnabosco pela orientação e apoio em todo o decorrer do projeto.
 Ao Centro Universitário da FEI pelo patrocínio do projeto e concessão de bolsa de iniciação científica.
 Aos técnicos do LabMat por todo o apoio que me vem sendo dado.