Super duplex stainless steels Part 1 Heat affected zone microstructures

Abstract

has been examined on multipass welds, bead-on-plate welds, and simulated weld samples. Three-dimensional heat flow equations,for different plate thicknesses, have been applied to the grain growth kinetics of b ferrite. The grain growth constants have been rationaliseq using fin equation of the Arrhenius type. The level of agreement between the measured b ferrite grain size and the predicted values Isfound to be satisfactory. The effect of heat input on the b ferrite grain growth has been examined in weld metals and the results indicate that the large b ferrite grain structure can be eliminated using low levels of heat input. The b + }'~b transformation kinetics and the degree of ferritisation have been studied as functions of the welding variables. The results are discussed in an attempt to quantify a minimum plate thickness and optimum heat input to prevent a high level of ferritisation. Particular emphasis is given to the effect of reheating on the formation ofintermetallics, nitrides, and carbides. During the first thermal cycle, the heat input can be sufficient to decompose some of the austenite to a metastable ferritic microstructure. Competition between the reformation of austenite and the nucleation of nitrides and carbides takes place in this supersaturated structure on reheating by subsequent passes. The relative positions of the C curvesfor formation of austenite and nitrides, and the peak temperature of the second cycle, determine which phasesform. The depletion of chromium adjacent to the·nitride/b ferrite interface is examined using afinite differences model and the implications of the results for the localised corrosion resistance are discussed. The compositions of phases have been measured and the experimental values are compared with a thermodynamic analysis which predicts the equilibrium compositions of both the band y phases as afunction of temperature and chemical composition. Deviation from equilibrium partitioning is observed owing to non-equilibrium cooling conditions, which result in theformation of configurationally frozen structures. Extensive partitioning is observed for high heat input welds but, conversely, low heat input eliminates the partitioning in the heat affected zone. The results are summarised in an attempt to rationalise the relationship between chemical composition, welding conditions, and heat affected zone microstructures.MST/1598

Estudo da soldagem de tubos de aço inoxidável duplex e superduplex na posição 5G

“…A tabela 3 mostra os resultados da contagem da fração volumétrica de ferrita d nas três regiões analisadas (MB, ZTA e MS) do AISD 5,5 são significativamente inferiores ao observado nas respectivas regiões do AID 3,9 . Isto significa que o teor de γ no AISD 5,5 é superior ao do AID 3,9 , sendo esta fase a maior responsável pela resistência à corrosão por pites em meios contendo cloretos, já que, neste ambiente, a ferrita d é preferencialmente atacada.…”

“…Nestas, a fase clara é a γ e a fase escura é a ferrita d. A figura 2 mostra micrografias dos dois metais de base estudados. Nota-se claramente a maior fração de ferrita d no AID 3,9 , como já mostrado na tabela 2. Ainda, qualitativamente, pode-se observar que o tamanho de grão da ferrita d e a espessura média das placas de γ do metal de base do AID 3,9 são bem inferiores aos do AISD 5,5. A figura 3 mostra micrografias da ZTA do passe de acabamento.…”

“…A grande quantidade remanescente de γ nesta etapa do ciclo térmico impediu o crescimento acentuado dos grãos de ferrita d na ZTA do AISD 5,5 . [9].…”

“…Como grande quantidade de γ se dissolveu na primeira etapa do ciclo térmico na ZTA do AID 3,9 , o grande desbalanceamento da fração de γ gerado permitiu sua reprecipitação, durante a etapa abaixo da temperatura solvus da d, primeiramente nos contornos de grão d -d e posteriormente, em menor intensidade, como austenita de Widmanstätten. Em contrapartida, a pequena quantidade de austenita dissolvida na etapa anterior na junta de AISD 5,5 não gerou um grande desbalanceamento desta fase, propiciando a sua reprecipitação apenas nos contornos de grão d -d. A precipitação nos contornos de grão d -d pode ser observada na figura 3(d) como pequenas ilhas de austenita transversais, na sua grande maioria ligando as espessas placas de austenita não dissolvidas adjacentes.…”

Precipitação de fases intermetálicas na Zona Afetada pelo Calor de Temperatura Baixa (ZACTB) na soldagem multipasse de aços inoxidáveis duplex.

“…O metal é aquecido no campo bifásico α+γ, e a microestrutura com respeito ao balanço de fases permanece praticamente inalterada 22 .…”