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Tipo: Tese
Título : Processing, microstructure, mechanical properties and corrosion susceptibility of ferritic/austenitic dissimilar welds produced by FSW
Título en inglés: Processing, microstructure, mechanical properties and corrosion susceptibility of ferritic/austenitic dissimilar welds produced by FSW
Autor : Caetano, Gerbson de Queiroz
Tutor: Silva, Cleiton Carvalho
Palabras clave : Welding;FSW;Steel;Stainless Steel;Microstructure;Properties;Soldagem;Aço;Aço-Soldagem;Aço inoxidável;Microestrutura;Aço-Propriedades;Soldagem por fricção
Fecha de publicación : 29-ago-2022
Citación : CAETANO, G. Q. Processing, microstructure, mechanical properties and corrosion susceptibility of ferritic/austenitic dissimilar welds produced by FSW. 2022. 331 f. Tese (Doutorado em Engenharia e Ciência de Materiais) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2022.
Resumen en portugués brasileño: Este trabalho teve como objetivo investigar a soldagem dissimilar de aços inoxidáveis ferríticos e austeníticos, através de diferentes configurações de juntas AISI 410S / 304L e AISI 444 / 316L, pelo processo Friction Stir Welding (FSW), avaliando aspectos operacionais e metalúrgicos. A soldagem FSW das diferentes juntas neste estudo foi realizada na Helmholtz-Zentrum Geesthacht (Alemanha) devido ao estabelecimento de um acordo de cooperação com a Universidade Federal do Ceará. Os ajustes na faixa de parâmetros de soldagem foram baseados nos melhores parâmetros encontrados na soldagem FSW similar para esses aços. Mudanças nos parâmetros foram realizadas para determinar uma combinação entre acabamento superficial aceitável, ausência de trincas e boa penetração. As melhores condições de soldagem para cada configuração de junta soldada foram submetidas à avaliação mecânica através dos ensaios de dobramento, tração e microdureza. Da mesma forma, para as melhores condições de soldagem foram extraídas amostras para avaliação da resistência à corrosão através dos testes EPR-DL, Névoa Salina e Imersão em Óleo. Nestas condições, análise microestrutural foi realizada por microscopia óptica (MO) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). A difração de elétrons retroespalhados (EBSD) com mapas de figura de polo inversa (IPF) e desorientação média de kernel (KAM) também foram usadas em algumas condições para ajudar a entender a fração recristalizada e orientação de grãos. Os resultados das técnicas de microscopia permitiram uma correlação entre os parâmetros do processo e a microestrutura com as propriedades mecânicas e resistência à corrosão. Para as soldas dissimilares AISI 410S/304L, foi possível observar um refinamento do tamanho de grão e aumento nos valores de microdureza em ZAC, ZTMA e ZM, com melhores resultados no ensaio de tração em relação ao metal base do aço AISI 410S e baixos níveis de sensitização e taxas de corrosão no teste de névoa salina. Foram produzidas juntas dissimilares AISI 444 / 316L com excelente refinamento de grão, ausência de defeitos e fases indesejáveis, alta coesão entre os dois materiais e bons resultados no limite de escoamento e resistência à tração, sem prejuízo da resistência à corrosão intergranular das juntas. Portanto, com base na resistência à corrosão e testes mecânicos, é possível concluir que soldas dissimilares de aço inoxidável AISI 410S/304L e AISI 444/316L podem ser realizadas com sucesso pelo processo FSW com aprimoradas características microestruturais.
Abstract: This study aimed to investigate the dissimilar welding of ferritic and austenitic stainless steels, through different joint configurations AISI 410S / 304L and AISI 444 / 316L, by the friction stir welding process (FSW), evaluating operational and metallurgical aspects. The FSW welding of different joints in this study was performed at the Helmholtz-Zentrum Geesthacht (Germany) due to establishing a cooperation agreement with the Universidade Federal do Ceará. The welding parameters range on setting was based on the best parameters found on the FSW similar welding for these steels. Changes in the parameters were performed to determine an acceptable combination of surface finish, absence of cracks and good penetration. The better welding conditions for each welded joint configuration were subjected to mechanical evaluation through the tensile, bending, and microhardness tests. In the same way, for samples from the better welding conditions were extracted for corrosion resistance evaluation through DL-EPR, Salt Spray and Immersion Oil tests. In these conditions, microstructural analysis was performed by optical microscopy (OM) and scanning electron microscopy (SEM). The electron backscatter diffraction (EBSD) with inverse pole figure (IPF) map and Kernel Average Misorientation (KAM) was also used in some conditions to help understand recrystallised fraction and grain orientation. The results from microscopy techniques allow the correlation between process parameters and microstructure with the mechanical properties and corrosion resistance. For the AISI 410S/304L dissimilar welds, it was possible to observe a grain size refinement and increase in microhardness values in HAZ, TMAZ and SZ, with better results in the tensile test concerning the base metal of the AISI 410S steel and low sensitisation levels and corrosion rates in the salt spray test. AISI 444 / 316L dissimilar welded joints were produced with excellent grain refinement, absence of defects and undesirable phases, high cohesion between the two materials and good results in the yield and tensile strength, without loss of the intergranular corrosion resistance of the joints. Therefore, based on the corrosion resistance and mechanical testing, it is possible to conclude that AISI 410S/304L and AISI 444/316L stainless steel dissimilar welds can be successfully performed by the FSW process with enhanced microstructural features.
URI : http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/70318
Aparece en las colecciones: DEMM - Teses defendidas na UFC

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