Rodrigo Freitas Guimarães

Naphthenic corrosion resistance, mechanical properties and microstructure evolution of experimental Cr-Mo steels with high Mo content

One method to face the effects of naphthenic acid corrosion in petroleun refining plants is to use alloys with good resistance to this kind of corrosion. For this purpose, molybdenum additions to chromium containing steels are specially recommended. In this work, experimental Fe-9Cr-xMo (x = 5, 7 and 9 wt. (%)) ingots were cast, forged and hot rolled before being tested in a naphthenic acid environment. Evolution of the mechanical properties with composition is presented. The precipitation and dissolution of phases were investigated with the help of Thermocalc and electron backscattered diffraction (EBSD).

(Effect of the Content of Molybdenum in the Microstructure of Fe-9Cr-xMo Alloy)

Cr-Mo steels are used in the petroleum industry in applications with crude oils rich in sulfur compounds. 2.5Cr1Mo or 9Cr1Mo do not resist to operating conditions when in contact with crude oils. The increasing of molybdenum content can improve the corrosion resistance of these alloys. This paper studied the effect of increased concentration of molybdenum in the microstructure of Fe-9Cr-xMo alloys, annealed and welded. Phase diagrams were built with the aid of commercial program to check the possible phases to be formed and to identify the problems of welding. Analyses were realized by optical microscopy, EBSD and hardness tests. Autogenous welds were carried out to verify the effect of heat input on microstructure and hardness of the alloys. The results indicated that the increase in molybdenum concentration resulted in increased hardness of the alloys. After welding the alloy with lower molybdenum content presented the formation of martensite. Alloys with molybdenum content above 5% presented a fully ferritic microstructure. The formation of martensite can be a problem in weld alloys with lower content of molybdenum, since it can cause loss in mechanical properties hindering their application.

Avaliação do desempenho da soldagem em liga de aço 9Cr-5Mo

The development of new steel alloys requires a careful evaluation of their properties as well as its performance against the conditions of operation according to the intended application. Among these properties can be cited the weldability, since in most cases, these alloys are used in the welded condition. The aim of this study was to analyze the effect of GMAW in ferritic alloy containing 5% Mo. Specimens annealed alloy were submitted to automatic GMAW. Three energy levels with different values of current and welding speed were selected, resulting in five welding conditions. The welded samples passed through the characterization of heat-affected regions and the base material through metallographic examination by optical microscopy, SEM and EDX, to determine the effect of welding power in the microstructure. Microhardness tests were performed in order to raise a Vickers hardness profile of the alloy. The results indicated the presence of precipitates identified as martensite. Except for precipitates observed, no other defects, such as the presence of cracks, were observed in specimens welded to the different parameters used.

EFEITO DOS DIFERENTES TEORES DE MOLIBDÊNIO NAS PROPRIEDADES MECÂNICAS DE LIGAS FERRÍTICAS COM 9% DE CR

O objetivo deste trabalho foi determinar as principais propriedades mecânicas de tres ligas experimentais com 9% de Cr e o teor de Mo de 5%, 7% e 9%. Realizou-se ensaios mecânicos para determinar as propriedades mecânicas das ligas atraves da realizacao de ensaios de dureza, tracao e impacto, obtendo-se valores de microdureza, tenacidade, alongamento, modulo de elasticidade, limite de escoamento, limite de ruptura e limite de resistencia a tracao. Apos a realizacao de analise microestrutural, foi realizada medicao de microdureza Vickers. Corpos de prova foram usinados para a realizacao de ensaios de tracao, a temperatura ambiente. Tambem foram confeccionados corpos de prova para a realizacao dos ensaios de impacto Charpy-V reduzido, a temperatura ambiente e aquecidos a 60 °C e 100 °C. Observou-se uma tendencia, na qual, as ligas com 7% e 9% de Mo apresentaram valores proximos de propriedades mecânicas e simultaneamente superiores aos valores apresentados pela liga com 5% de Mo. Apenas o valor de alongamento foi maior na liga com 7% de Mo. Atraves dos ensaios de impacto, evidenciou-se que as ligas apresentaram um comportamento fragil para a temperatura ambiente, porem, a temperatura acima de 60 oC, as ligas tendem a apresentar um comportamento ductil.

EFEITO DA VARIAÇÃO DA CORRENTE ELÉTRICA DE SOLDAGEM NA MICROESTRUTURA E NA MICRODUREZA DE LIGAS FE-CR-MO COM DIFERENTES TEORES DE MOLIBDÊNIO

Este trabalho tem como objetivo avaliar o efeito da variacao da corrente eletrica durante a soldagem de tres diferentes ligas de aco Fe-Cr-Mo, empregando o processo TIG sem adicao de material, e identificar quais mudancas podem ocorrer na microestrutura dessas ligas quando submetidas a dois diferentes parâmetros de soldagem aqui estudados. Amostras das ligas foram utilizadas na condicao solubilizada para a realizacao da soldagem na posicao plana, com eletrodo toriado, corrente continua eletrodo negativo, em dois diferentes niveis de energia, variando os valores de corrente. Apos a soldagem as ligas foram submetidas a caracterizacao microestrutural atraves de microscopia otica e medicao de dureza Vickers para determinar qual das ligas apresentou maior dureza de acordo com os parâmetros estabelecidos. Tambem foi realizada a analise de variância do perfil de microdureza da ZAC das ligas a fim de verificar possiveis mudancas que podem ocorrer devido a variacao dos parâmetros de soldagem. A analise das microestruturas revelou que uma das ligas apresentou a formacao de martensita. A energia de soldagem com menor corrente gerou uma zona fundida com menor area para as tres ligas. Contudo, as soldagens realizadas nao apresentaram mudancas prejudiciais na microestrutura e na dureza das ligas estudadas.

EFEITO DA ENERGIA DE SOLDAGEM NA ZONA AFETADA PELO CALOR DO AÇO INOXIDÁVEL FERRÍTICO AISI 444

Na soldagem de acos inoxidaveis ferriticos, o ciclo termico pode causar alteracoes na zona afetada pelo calor (ZAC) tornando-a fragilizada. Para tornar possivel a soldagem desses materiais, e importante que se conhecam os problemas que poderao surgir na ZAC os mesmos. O presente trabalho tem por objetivo caracterizar a ZAC do aco inoxidavel ferritico AISI 444. Chapas de aco AISI 444 foram soldadas em tres niveis de energia, utilizando eletrodos austeniticos AWS E316L-17 e AWS E309MoL-16. Foi realizada microscopia optica e eletronica, alem do levantamento dos perfis de microdureza Vickers, ao longo da ZAC. Os resultados indicaram que a ZAC do aco AISI 444 apresentou significativo crescimento de grao e diminuicao dos valores de dureza em relacao ao metal de base na regiao mais proxima da linha de fusao. Nesta mesma regiao, encontrou-se uma distribuicao de finissimas precipitacoes que possivelmente sejam fase de Laves.