AVALIAÇÃO DE PROPRIEDADES DO AÇO INOXIDÁVEL SUPERDUPLEX UNS S32760 PRODUZIDO POR DIFERENTES ROTAS DE FABRICAÇÃO

Abstract

In the superduplex stainless steel (AISD) family, UNS S32760 stands out for presenting an excellent combination of mechanical resistance, impact toughness and resistance to localized corrosion, superior to common stainless steels such as AISI 304L and AISI 317L. Because of this they are widely used in pipes for the transportation of oil and gas, in the off shore sector, in equipment subject to contact with salt water and chloride rich substances. However, the processing applied to this material for the production of parts and components results in microstructural changes. In addition, the exposure of this material to temperatures above 300 ºC, which can be reached in service, can result in the formation of secondary phases, which can affect the aforementioned properties. Based on this, the present work aims to evaluate the effects of processing and thermal aging on the properties of UNS S32760 superduplex stainless steel. To this end, UNS S32760 superduplex steel, in different conditions (cast, forged, and rolled), was submitted to thermal aging treatments at 480ºC for 4h, 8h, and 12h. Microstructural characterization was done by light microscopy (OM) and scanning electron microscopy (SEM) with the aid of an energy dispersive spectrometer (EDS), ferritoscopy and electromagnetic measurements by using the permeametry technique. The mechanical properties were evaluated by hardness and impact toughness tests, with subsequent fracture analysis by SEM images. The corrosion resistance was evaluated by cyclic potentiodynamic polarization tests in 3.5% NaCl solution and cyclic reactivation electrochemical polarization (PERC) in a solution containing 2.5M H2SO4 + 0.1M KSCN + 1M NaCl. The results obtained indicated that the increase in aging time did not cause significant changes in corrosion resistance, however, it promoted a greater precipitation of secondary phases in the forged samples, leading to impact toughness values below the minimum acceptable limit by NORSOK standard M-601:2016.

Na família dos aços inoxidáveis superduplex (AISD) o UNS S32760 se destaca por apresentar uma excelente combinação de resistência mecânica, tenacidade ao impacto e resistência a corrosão localizada, superior à dos aços inoxidáveis comuns como o AISI 304L e AISI 317L. Devido a isso são vastamente utilizados em tubos para o transporte de óleo e gás, no setor off shore, em equipamentos sujeitos a contato com água salgada e a substâncias ricas em cloretos. Entretanto, o processamento aplicado a esse material para a produção de peças e componentes, resulta em mudanças microestruturais. Além disso, a exposição desse material a temperaturas acima de 300 ºC, que podem ser alcançadas em serviço, pode resultar na formação de fases secundárias, que podem afetar as propriedades supracitadas. Com base nisso, o presente trabalho visa avaliar os efeitos do processamento e do envelhecimento térmico nas propriedades do aço inoxidável superduplex UNS S32760. Para tal, o aço superduplex UNS S32760, em distintas condições (fundido, forjado e laminado), foi submetido a tratamentos térmicos de envelhecimento a 480ºC por 4h, 8h e 12h. A caracterização microestrutural foi feita por microscopias ótica (MO) e microscopia eletrônica de varredura (MEV) com auxílio de um espectrômetro de dispersão de energia (EDS), ferritoscopia e medidas eletromagnéticas pelo uso da técnica de permeametria. As propriedades mecânicas foram avaliadas por ensaios de dureza e de tenacidade ao impacto, com posterior análise da fratura por imagens de MEV. A resistência a corrosão foi avaliada por ensaios de polarização potenciodinâmica cíclica em solução de 3,5% de NaCl e polarização eletroquímica de reativação cíclica (PERC) em solução contendo 2,5M H2SO4 + 0,1M KSCN + 1M NaCl. Os resultados obtidos indicaram que o aumento no tempo de envelhecimento não provocou alterações significativas na resistência a corrosão, entretanto promoveu uma maior precipitação de fases secundárias nas amostras forjadas, acarretando valores de tenacidade ao impacto abaixo do limite mínimo aceitável pela norma NORSOK M-601:2016.