Resumo Os aços inoxidáveis bifásicos superduplex estão presentes em diversos setores da engenharia devido a versatilidade oferecida em termos de propriedades mecânicas e resistência à corrosão. Para garantir a qualidade destes aços, avaliar o teor de ferrita presente na microestrutura é de grande relevância para indústria uma vez que diversas propriedades do material dependem do controle deste teor. Durante a fabricação de equipamentos ou inspeções de campo uma das formas mais viáveis de monitorar o teor de ferrita é através do ferritoscópio, dada sua portabilidade e fácil interpretação. No entanto, observou-se que a forma usual de calibração do ferritoscópio pode levar a medidas imprecisas, principalmente na avaliação dos aços superduplex. A fim de analisar esta influência, foram realizados diferentes testes de caracterização microestrutural através de microscopia ótica, difração de raio-x e o magnetômetro de amostra vibrante, para confrontar com medidas obtidas com ferritoscópio. Conclui-se que para elevados teores de ferrita, a calibração do ferritoscópio realizada a partir dos padrões fornecidos pelos fabricantes apresentam desvios significativos dos teores encontrados a partir da caracterização com equipamentos de laboratório. O presente trabalho apresenta uma solução para utilização do ferritoscópio para uma quantificação mais acurada do teor de ferrita nos aços inoxidáveis superduplex. Palavras-chave: Aço inoxidável superduplex; Ferritoscópio; procedimentos de calibração; Difração de raio-x.
ResumoOs aços inoxidáveis são materiais utilizados em ramos da indústria que demandam além de boa resistência à corrosão, elevada resistência mecânica. As ligas inoxidáveis austeníticas geralmente são submetidas ao trabalho a frio visando seu endurecimento, uma vez que não são endurecíveis via tratamento térmico. Devido à deformação plástica, pode ocorrer a transformação da austenita em martensita para algumas classes de aços. Esta transformação, dependendo da fração de fase transformada pode levar à redução da tenacidade. O foco deste trabalho está, portanto, na identificação e quantificação da martensita em amostras deformadas. Para isto, corpos de prova de aço austenítico AISI 321 foram deformados mediante laminação a frio e caracterizados pelo magnetômetro de amostra vibrante (VSM) e pela técnica Bitter modificada ao ferrofluido. Os resultados exibiram a fácil formação de martensita no aço e uma abordagem muito eficaz para revelar esta fase nas imagens de microscopia ótica. Com os valores de saturação magnética provenientes do VSM foi possível estimar a fração volumétrica da martensita para cada condição de deformação. Palavras-chave: Aços inoxidáveis; Ferrofluido; Laminação; Transformação martensítica. MAGNETO-OPTIC CHARACTERIZATION FOR AUSTENITIC STAINLESS STEEL AFTER COLD WORK AbstractStainless steels are materials used in many industry sectors that require good corrosion resistance as well as high mechanical strength. The austenitic stainless steels usually are submitted to cold working steps, in order to harden the material, since they are not hardened by heat treatment. Because of the plastic deformation, it may occur microestructural transformations from austenite to martensite in some classes of steels. Such transformations can lead to loss of thoughness depending on the fraction of the transformed phase. The purpose of this study relies on the identification and quantification of the martensite present in deformed samples. To make it possible, some samples of an austenitic steel AISI 321 were deformed through cold rolling and characterized by the Vibrating Sample Magnetometer (VSM) and the Bitter ferrofluid modified technique. The results exhibited an easy formation of martensite in the steel and an effective approach to reveal that phase in the optical microscopy. With the magnetic saturation values obtained from the VSM it was possible to estimate the volumetric fraction of martensite for each deformation condition.
ResumoOs aços inoxidáveis austeníticos são materiais utilizadas nos ramos petroquímico, nuclear e aeroespacial cujas demandas se resumem essencialmente à: boa resistência mecânica, excelente soldabilidade e elevada resistência à corrosão. Apesar destes metais atenderem a estes requisitos, não raro são submetidos a etapas de conformação para elaboração de peças, o que pode modificar as suas propriedades originais. Basicamente, a causa desta mudança são alterações metalúrgicas induzidas por deformação, como a transformação da austenita (paramagnética) em martensita-α' (ferromagnética). Tendo em vista que tais mudanças são acompanhadas de variações nas propriedades elétricas/ magnéticas destes aços, uma maneira de monitorá-los de maneira não destrutiva é através da técnica de correntes parasitas. Para este estudo, diversas amostras de aço inoxidável AISI 321 foram solubilizadas e deformadas por laminação a fim de produzirem diferentes frações volumétricas de martensita. Em seguida, submetidas à microscopia ótica, magnetômetro de amostra vibrante e correntes parasitas. De acordo com os resultados, percebe-se que toda a transformação martensítica se passa no intervalo entre 0,10 e 0,55 de deformação verdadeira. Além disso, com os dados de magnetização de saturação, foi possível estabelecer uma curva de calibração de comportamento exponencial, permitindo a quantificação da martensita de maneira não destrutiva. Palavras-chave: Aço inoxidável austenítico; Deformação a frio; Transformação martensítica; Correntes parasitas. STAINLESS STEEL MARTENSITE QUANTIFICATION BY MEANS OF EDDYCURRENT TESTING Abstract Austenitic stainless steels are materials in petrochemical, nuclear and aerospace industries whose demands are essentially summarized as: good mechanical strength, excellent soldability and high resistance to corrosion. Although these metals meet these requirements, the conformation steps for the preparation of parts, which can modify as their original properties, are common. Basically, a cause of this change is a transformation of austenite (paramagnetic) into martensite-α' (ferromagnetic). Considering that such changes are accompanied by variations in the electrical / magnetic properties of these steels, a way of non-destructively monitoring them is through the eddy current testing. For this study, several samples of AISI 321 stainless steel were solubilized and deformed by cold rolling in order to produce different martensite volumetric fractions. Then, subjected to optical microscopy, vibrating sample magnetometer and eddy current testing. According to the results, the whole martensitic transformation occurs between 0.10 and 0.55 of true strain. In addition, with the saturation magnetization data, it was possible to establish a calibration curve of exponential behavior, allowing non-destructive martensite quantification.
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