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Influência da fração volumétrica de ferrita nas
propriedades mecânicas e de resistência a
corrosão por pite do aço UNS S31803 (SAF 2205).
Autora Talita Filier Fontes talitafilier_at_terra.
com.br Orientador Prof. Dr. Rodrigo Magnabosco -
rodrmagn_at_fei.edu.br
www.fei.edu.br Departamento de Engenharia Química
Objetivos Este projeto tem como objetivo estudar
a influência da fração volumétrica de ferrita nas
propriedades mecânicas e na resistência à
corrosão por pite do aço dúplex UNS S31803
solubilizado entre 1060ºC e 1200ºC, realizando-se
para tal ensaios de tração e de polarização
potenciodinâmica cíclica em solução de 0,6M de
NaCl.
Resultados preliminares Ensaios de tração
Materiais e métodos
Barras de 20mm de diâmetro foram fornecidas na
condição solubilizada a 1060ºC por 1 hora, com
resfriamento em água. Composição química média
(massa) do material em estudo
Gráfico 1 Resistência Mecânica (limite de
escoamento, resistência) e rigidez em função da
temperatura de solubilização do aço em estudo.
Gráfico 2 Ductilidade em função da temperatura
de solubilização do aço em estudo.
Cr Ni Mo N C Mn Si P S Fe
22,21 5,40 3,15 0,178 0,015 0,76 0,45 0,020 0,005 Balanço
Temperatura de solubilização (ºC) Limite de escoamento (MPa) Limite de resistência (MPa) Alongamento total em 25 mm () E (GPa) Redução de área ()
1060 532,4 7,4 765,2 8,4 54,6 3,1 189,2 11,0 83,2 1,4
1100 463,2 19,7 769,6 4,8 55,4 4,2 85,5 10,5 83,5 0,4
1150 503,5 17,3 774,3 8,3 49,7 0,9 180,3 8,8 82,3 0,7
1200 523,5 22,5 794,2 14,8 46,1 2,4 182,6 8,7 74,9 0,9
Nota-se que a ductilidade diminui e que a
resistência mecânica aumenta com temperaturas
crescentes de solubilização, devido à maior
fração volumétrica de ferrita observada.
Os corpos-de-prova fornecidos para ensaio de
tração (usinados segundo a ASTM E8M-04) foram
solubilizados a 1100ºC, 1150ºC, 1200ºC por 2
horas e resfriados em água, buscando-se
diferentes frações volumétricas de ferrita na
estrutura do aço. Ensaios de tração Ensaios de
tração foram conduzidos em uma máquina MTS
universal ( Figura 1), utilizando-se um
extensômetro de comprimento útil de 25 mm até 3
de deformação. Caracterização Microestrutural Os
corpos-de-prova metalográficos (seções
transversal e longitudinal) sofreram etapas de
lixamento com granulações 220, 320 e 500, e
etapas de polimento com pasta de diamante de 6
?m, 3 ?m, e 1 ?m, conduzidos em uma politriz
automática Struers Abramin (Figura 2). Para a
caracterização microestrutural foi realizado o
ataque Behara modificado (cuja composição é 20mL
de HCl, 80 mL de água destilada e deionizada, 1 g
de metabissulfito de potássio e 2 g de bifluoreto
de amônio) durante 15 segundos de imersão. Todas
as amostras foram observadas num microscópio
LEICA DMLM (Figura 3) para identificação das
fases presentes e quantificação das mesmas via
estereologia quantitativa, a quantificação da
fração volumétrica de ferrita também foi feita
através de um ferritoscópio FISCHER modelo MP30
(Figura 4).
Caracterização Microestrutural
Nota-se o aumento das bandas de ferrita e
austenita com o aumento da temperatura de
solubilização, no entanto o alinhamento na
longitudinal e a homogeneidade da estrutura ficam
inalterados com o aumento da temperatura de
solubilização.
Micrografia 1 Amostra longitudinal solubilizada
à 1060 ºC. Ferrita escura, austenita clara.
Micrografia 2 Amostra transversal solubilizada à
1060 ºC. Ferrita escura, austenita clara.
Micrografia 3 Amostra longitudinal solubilizada
à 1200 ºC. Ferrita escura, austenita clara.
Micrografia 4 Amostra transversal solubilizada à
1200 ºC. Ferrita escura, austenita clara.
Temperatura de solubilização (ºC) Trecho Longitudinal (Ferristocópio) Trecho Longitudinal (Ferristocópio) Trecho Transversal (Ferritoscópio) Trecho Transversal (Ferritoscópio)
Temperatura de solubilização (ºC) a ? a ?
1060 41,8 3,3 58,2 3,3 51,40 1,1 48,6 1,1
1100 51,9 3,7 48,1 3,7 56,8 3,0 43,2 3,0
1150 52,9 2,9 47,1 2,9 57,9 1,5 42,1 1,5
1200 57,8 3,4 42,2 3,4 60,9 0,62 39,1 0,62
Temperatura de solubilização (ºC) Trecho Longitudinal (Estereologia quantitativa) Trecho Longitudinal (Estereologia quantitativa) Trecho Transversal (Estereologia quantitativa) Trecho Transversal (Estereologia quantitativa)
Temperatura de solubilização (ºC) a ? a ?
1060 42,41 3,8 57,59 3,8 52,25 1,4 47,75 1,4
1100 52,55 3,92 47,45 3,92 57,1 3,60 42,90 3,60
1150 53,20 2,82 46,80 2,82 58,40 1,08 41,60 1,08
1200 58,75 3,37 41,25 3,37 61,2 0,52 38,80 0,52
Figura 1 Máquina universal de ensaios MTS.
Figura 2 Politriz automática Struers Abramin.
Gráfico 3Fração volumétrica de ferrita no trecho
transversal obtida por estereologia quantitativa
e pelo ferristoscópio em função da temperatura de
solubilização.
Gráfico 4Fração volumétrica de ferrita no trecho
longitudinal obtida por estereologia quantitativa
e pelo ferristoscópio em função da temperatura
de solubilização.

• Conclusões
• Frações volumétricas crescentes de ferrita tornam
  o material menos dúctil e mais resistente
  mecanicamente.
• Espera-se ainda a caracterização da resistência à
  corrosão por pite em função da fração volumétrica
  de ferrita.

Figura 3 Microscópio LEICA DMLM e analisador de
imagens LEICA Q500/W.

• Próximas etapas
• Avaliar tamanho dos grãos de ferrita e austenita
  das diferentes
• condições de solubilização.
• Ensaios de polarização cíclica em solução 0,6M de
  NaCl, verificando
• se as diferentes microestruturas afetam o
  comportamento
• à corrosão por pite.

Figura 4 Ferritoscópio Fischer MP30.

• Agradecimentos
• Ao Centro Universitário da FEI pelo patrocínio do
  projeto e concessão de bolsa de iniciação
  científica a aluna Talita Filier Fontes.
• Aos meus familiares pelo apoio e incentivo que
  estão sempre me dando.
• Ao Prof. Dr. Rodrigo Magnabosco pela orientação,
  apoio e incentivo durante todo o projeto.