AGRADECIMENTOSAgradeço aos meus pais e aos meus irmãos, parte integrante do que sou hoje, e ao Henrique, que completa o que sou, meu presente e meu futuro.Agradeço à minha orientadora, Prof. Dra. Neusa, pelo apoio incondicional e pela compreensão, indispensáveis para a conclusão desse trabalho.Agradeço ao Wilmar pela enorme paciência em me explicar e discutir o que quer que fosse e pela ajuda em muitas das etapas deste trabalho. Agradeço a ele e também ao Duberney pelo companheirismo durante os fins de semana de ensaios, que não foram poucos.Agradeço ao Lívio, sempre pronto a ajudar com bom humor nas mais diversas tarefas e à Carol, incansável no auxílio a muitos dos ensaios realizados. Deixo aqui também um agradecimento especial ao Veríssimo pelo auxílio nos exames feitos via microscópio eletrônico de varredura.Agradeço ao Centro Universitário FEI, em especial à pessoa do Prof. Dr. Rodrigo Magnabosco, que não se limitou apenas a disponibilizar equipamentos como também, por inúmeras vezes, mostrou interesse no entendimento dos problemas que surgiram e em como resolvê-los, tendo grande contribuição neste trabalho.Por fim agradeço à CBMM, empresa que me contaminou com a constante busca pelo conhecimento, em especial aos amigos que lá tenho, que me levaram e me levam sempre a buscar mais. i RESUMO O aumento na demanda do petróleo tem transformado reservas antes não consideradas exploráveis em fontes economicamente viáveis de óleo e gás.Entretanto, essas reservas exigem soluções específicas para realização da exploração devido suas características particulares, caso das reservas do pré-sal.Elas estão localizadas em águas profundas e em ambientes contendo diferentes níveis de H2S e CO2, que tornam o meio corrosivo, exigindo a aplicação de ligas resistentes à corrosão. Um dos materiais que vem sendo estudado como solução para níveis moderados desses compostos são os aços inoxidáveis supermartensíticos, que contêm de 13 a 16% de cromo e até 5% de molibdênio em sua composição. Além de cromo e molibdênio, alguns projetos de liga podem conter também a adição de elementos estabilizadores de carbono e nitrogênio tais como o nióbio, não só para evitar a precipitação de carbonetos de cromo, que ocasionam queda no desempenho do aço quanto à corrosão, como também para aumentar as propriedades mecânicas através do endurecimento secundário, obtido com tratamentos térmicos posteriores.O presente trabalho visa caracterizar e comparar as propriedades mecânicas e de resistência à corrosão por pite de dois aços inoxidáveis supermartensíticos, com ênfase nos efeitos da adição de Nb.Para tanto foram estudados dois aços supermartensíticos contendo 13%Cr, 5%Ni e 2%Mo, sendo que em um deles foi adicionado nióbio (0,1% Nb). Como esses aços são utilizados na condição revenida, escolheu-se a temperatura de 600 o C para o tratamento térmico. Para obter maior detalhe sobre o efeito do revenimento na precipitação de fases e como estas afetam as propriedades mecânicas e a resistência à corrosão desses aços, o revenimento foi realizado em diferent...
ResumoAços inoxidáveis supermartensíticos (AISM) surgiram em meados dos anos 1990, após algumas empresas petroleiras e centros de pesquisa empreenderem projetos para desenvolver aços inoxidáveis com boa resistência mecânica e resistência à corrosão. A força motriz destes projetos foi a procura de aços inoxidáveis alternativos para os aços duplex e superduplex na extração de reservas de petróleo "offshore", devido a seu alto custo e a problemas de produção naquela época. Os AISM são derivados dos aços martensíticos inoxidáveis convencionais, possuem menor teor de carbono, para permitir melhor soldabilidade e melhorar a resistência à corrosão, adição de níquel para evitar a presencia de ferrita delta (δ) e adição de Mo, que também aumenta a resistência à corrosão. Através de ensaios de polarização potenciodinâmica foi avaliada a resistência à corrosão de um AISM 13Cr-5Ni-2Mo, denominado neste trabalho como AIS_2Mo, para três diferentes ambientes, NaCl, NaCl+CO2 e NaCl+H2S (soluções desaeradas). O material foi recebido como chapas laminadas a quente, as quais foram normalizadas a 1.050°C (½ hora/ar) e posteriormente revenidas a 600°C (2 horas/óleo). O melhor desempenho foi observado no eletrólito contendo apenas NaCl, com potencial de pite ao redor de 40 mV (ECS); o ambiente mais agressivo foi a mistura NaCl+H2S, com potencial de pite ao redor de -300mV (ECS), a mistura NaCl+CO2 teve potencial de pite intermediário, com valor 60 mV (ECS) abaixo do eletrólito contendo só NaCl. Palavras-chave: Corrosão por pite; Aço inoxidável supermartensítico; NaCl; CO2; H2S. BEHAVIOR OF A SUPERMARTENSITIC STAINLESS STEEL 13Cr-5Ni-2Mo IN THEENVIRONMENTS: NaCl, NaCl+CO2 e NaCl+H2S Abstract Supermartensitic Stainless Steels (SMSS) appeared in the middle 90's, after some oil and gas industries together with research institutes started projects to develop stainless steels containing good corrosion and mechanical properties. The driving force for this project was the search for new stainless steels as alternative to duplex and superduplex stainless steels, used in offshore oil extraction which have high costs and production troubles. SMSS are derived from conventional martensitic stainless steels, containing lower carbon (<0,02%C) to allow better weldability and improve intergranular corrosion resistance (because decrease in the formation of Cr23C6 precipitates), nickel is added to avoid the delta ferrite phase and molybdenum also is added to improve the corrosion resistance. Through potenciodynamic polarization tests the corrosion resistance of a SMSS with 13Cr-5Ni-2Mo, called here AIS_2Mo, was evaluated in three different electrolytes: NaCl, NaCl+CO2 and NaCl+H2S (deaerated solutions). The material was received as hot rolled plates, which were austenitized at 1,050°C (0,5 hours and air quenching) followed by tempering at 600 °C (2 hours and oil quenching). The best performance was observed in the electrolyte containing only NaCl, showing pitting potential (Ep) around 40 mV (ECS), the most aggressive environment was the mix of NaCl+H2S ...
The effect of Nb microalloying on structure and physical properties of quenched and tempered 13%Cr martensitic stainless steel was investigated. Excellent strength and adequate toughness properties were obtained by 0.10 wt% Nb addition to low interstitial (N 0.01wt%, C < 0.02wt%) steel. The effect of Nb in 13%Cr steels with high N content was also studied in a commercial martensitic stainless steel sample containing higher levels of N and also alloyed with V. The microstructure, precipitate morphology and dispersion and volume fraction of reverse austenite were characterized. The strength properties obtained in the steel with 0.10%Nb are significantly higher than those of the V-containing steel. The study shows that whereas amount, size and dispersion of precipitates of microalloying elements contribute to enhanced strength, the optimum volume fraction of reverse austenite formed contributes to enhanced ductility and toughness properties. More importantly, high Nb additions to low N -13%Cr-1%Mo steel are found to improve significantly resistance against pitting corrosion significantly. Keywords
Ferritic stainless steel is being paid attention by steel industry and downstream users relying on its good over-all properties and low cost. With improvement of metallurgical technology and researching on fundamental theory, further development is obtained in properties optimization and quality stabilization of modern ferritic stainless steel, its marked feature are super purification and Nb/Nb-Ti stabilization. Nowadays, modern ferritic stainless steel is used widely in auto industry, home appliances, solar water heater, construction and decoration fields. The paper focuses on the effect mechanism of Nb technology on modern ferritic stainless steel and summarizes its application progress in typical downstream industries in China. Nb in modern ferritic stainless steel improves mainly in formability, corrosion resistance, weldability, high temperature and surface qualities. Studies show Nb is one of most effective element to improve drawability of ferritic stainless steel, Nb(CN precipitation in high temperature bring the result of no solid solution C during hot rolling which is extremely beneficial for the formation of positive texture and improve the formability consequently. The effect of Nb and Ti on improving intergranular corrosion by strongly stabilization C and N. Nb show the positive effect on weldability of ferritic stainless steel by Nb C N hindering grain growing and formation of fine equiaxed crystal grain in welding HAZ, which make the possibility of Nb-bearing stainless steel application in higher requirement on weldability.
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