Orientador: Antonio Jose Ramirez Londono

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica

Resumo: Juntas consolidadas a topo com penetração completa, livres de defeitos, foram obtidas usando a técnica de soldagem por atrito com pino não consumível em chapas de 6 mm de espessura para os aços inoxidáveis duplex UNS S32101 e S32205 e os superduplex UNS S32750 e S32760. Testes de dobramento...

Resumo: Juntas consolidadas a topo com penetração completa, livres de defeitos, foram obtidas usando a técnica de soldagem por atrito com pino não consumível em chapas de 6 mm de espessura para os aços inoxidáveis duplex UNS S32101 e S32205 e os superduplex UNS S32750 e S32760. Testes de dobramento de raiz indicaram a penetração completa e a ausência de trincas bem como inspeção por líquido penetrante. A penetração completa foi atingida quando o aporte energético aumentou de 0,89 kJ/mm para 1,43 kJ/mm. Os testes de tração na junta soldada evidenciaram a falha no MB e o aumento da resistência mecânica da junta associada à uma boa ductilidade, exceto para o UNS S32760. Mapas de dureza mostraram o aumento da dureza em toda junta soldada em relação ao metal de base. Avaliação microestrutural mostrou um pronunciado refinamento do tamanho de grão médio de ambas as fases (ferrita e austenita) na junta soldada para os materiais estudados. A avaliação por microscopia de transmissão indicou a evolução de arranjos celulares formando contornos de grão na ferrita corroborando o mecanismo de recuperação e rescristalização dinâmica contínua. Análise por meio da técnica de EBSD mostrou elevada fração de contornos de grão do tipo 'sigma' na 'gama' indicando a recristalização dinâmica descontínua desta fase. Os AID S32205, S32750, S32760 mostraram sutis alterações na resistência à corrosão para meios com diferentes concentrações de cloretos (3,5% NaCl e 1 M NaCl). Porém, para concentrações mais altas o AISD S32760 exibiu importante decréscimo de resistência a corrosão. Este comportamento foi associado à maior fração de ferrita e a precipitação do nitreto de cromo na junta soldada. O AID S32101 mostrou diminuição da resistência à corrosão na condição como soldado

Abstract: Fully consolidated and full penetration butt joints were produced using friction stir welding (FSW) on 6 mm thick plates of UNS S32101 lean duplex stainless steel (LDSS), S32205 duplex stainless steel (DSS) and S32750 and S32760 superduplex stainless steels (SDSS) with heat input of 1.43...

Abstract: Fully consolidated and full penetration butt joints were produced using friction stir welding (FSW) on 6 mm thick plates of UNS S32101 lean duplex stainless steel (LDSS), S32205 duplex stainless steel (DSS) and S32750 and S32760 superduplex stainless steels (SDSS) with heat input of 1.43 kJ/mm. Liquid penetrant inspection showed the full penetration obtained in the welded joints which was corroborated with the bending tests. Transverse tensile tests of the welded joints failed at the base metal revealing an overmatching weld metal. Moreover, longitudinal tensile tests of the welded joints presented an increase of the yield and tensile strength for all joints together with the elongation, but for UNS S32760, which showed a ductility reduction. Microhardness revealed a hardness increase for all the joints, while the SDSSs presented a more homogeneous hardeness areas of joint. Microstructural evaluation indicated a pronounced grain refinement in the welded joints for all the studied materials achieving down to 1 ?m grain size. Transmission electron microscopy and EBSD indicated dislocation cells evolving towards grain boundaries that corroborates the occurrence of dynamic recovery followed by continuous dynamic recrystallization for ferrite. Austenite exhibited high fraction of high angle grain bondaries associated with 'sigma' boundaries indicating the discontinuous dynamic recrystallization. DSS UNS S32205, SDSS UNS S32750, and S32760 showed good corrosion behavior for 3.5% NaCl and 1 M NaCl environments. However, with the increase of chlorides concentrations, the SDSS UNS S32760 exhibited strong decrease of corrosion performance. This behavior was associated with a combination of high ferrite fraction and chromium nitride precipitation. DSS S32101 exhibited a decrease of corrosion performance when welded