EFEITOS DOS TRATAMENTOS TÉRMICOS NAS PROPRIEDADES MECÂNICAS E RESISTÊNCIA À CORROSÃO DO METAL DE SOLDA EM AÇO INOXIDÁVEL UNS S32750

Abstract

Superduplex stainless steels (SDSS) are alloys with excellent mechanical properties and good corrosion resistance, making them versatile for use in pipes and various equipment. These properties and characteristics are mainly due to their chemical composition and two-phase microstructure, which consists of approximately 50% austenite (γ) and 50% ferrite (δ). In the offshore industry, oil and gas exploration and production rely heavily on welding processes to achieve increasingly challenging objectives. During welding, temperature variations and heat treatment can cause the formation of precipitates in the matrix and alter the phase balance, which significantly affects the mechanical and corrosion properties of SDSSs. In this scenario, an alternative post-welding solubilization treatment is sought to improve the properties of the weld metal (WM). The treatment aims to delay the precipitation of deleterious phases in the weld metal when exposed to high temperatures. The aim of this study is to assess the impact of solubilization treatments at 1100°C for 40 minutes and thermal aging at 475 ºC for 100 hours on the microstructure, mechanical properties, and resistance to pitting corrosion of welded joints in piping made of UNS S32750 steel. The welding process used was Gas Tungsten Arc Welding (GTAW). Microstructural analyses of the weld metal were conducted using optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM), and magnetic permeability. Cyclic potentiodynamic tests were performed to analyze corrosion resistance. The results indicate that prior solubilization provided greater benefits for resistance to pitting corrosion, without a significant improvement in mechanical properties. The aged-only WM and the solubilized and aged WM both presented these results.

Os aços inoxidáveis Superduplex (AISD) são ligas que possuem ótimas propriedades mecânicas aliadas à boa resistência à corrosão, o que propicia sua utilização de forma extensa e versátil em tubulações e diversos equipamentos. Suas propriedades e características se originam principalmente de sua composição química e microestrutura bifásica composta de aproximadamente 50% de austenita (γ) e 50 % ferrita (δ). Na área de atuação offshore, onde a exploração e produção de óleo e gás requerem tecnologias necessárias para alcançar objetivos cada vez mais desafiadores, a maioria das aplicações está associada a um processo de soldagem. As variações de temperatura na soldagem, juntamente com o tratamento térmico, promovem a formação de precipitados na matriz e alteram o equilíbrio de fases. Isto influencia significativamente as propriedades mecânicas e a resistência à corrosão dos AISDs. Neste cenário, de forma alternativa, procura-se o tratamento de solubilização pós-soldagem para melhorar as propriedades do metal de solda (MS). O tratamento visa retardar a precipitação de fases deletérias no metal de solda quando exposto em temperaturas elevadas. Deste modo, o objetivo deste trabalho é analisar e avaliar os efeitos dos tratamentos de solubilização a 1100°C por 40 minutos e envelhecimento térmico a 475 ºC por 100 horas na microestrutura, nas propriedades mecânicas e resistência à corrosão por pite de juntas soldadas em tubulação de aço UNS S32750, produzido pelo processo Gas Tungsten Arc Welding (GTAW). As análises microestruturais do metal de solda foram realizadas através de microscopia ótica (MO), eletrônica de varredura (MEV) e permeabilidade magnética. Para análise de resistência a corrosão foram realizados ensaios potenciodinâmicos cíclicos. Os resultados apresentados pelo MS somente envelhecido e pelo solubilizado e envelhecido indicam que a solubilização prévia trouxe maior benefício para resistência à corrosão por pites, não apresentando melhora significativa nas propriedades mecânicas.