Avaliação da susceptibilidade de precipitação da fase sigma na soldagem do aço inoxidável duplex SAF2205

Abstract

RESUMO A soldagem de aços inoxidáveis duplex é uma operação crítica, devido aos ciclos térmicos aos quais o material é submetido, que podem favorecer a precipitação de fases deletérias. Nesse contexto, objetivo dessa pesquisa é analisar a influência da energia de soldagem na susceptibilidade à formação de fase sigma no aço duplex SAF2205. As chapas de SAF2205 foram soldadas pelo processo de soldagem GMAW, variando a energia de soldagem em 0,5kJ/mm, 1,0kJ/mm, 1,5 kJ/mm. O material foi analisado por microscopia óptica, DRX e microdureza Vickers. A análise da microestrutura das chapas evidenciou que quanto maior o aporte térmico utilizado na soldagem, maior é a quantidade de austenita e maior o tamanho do grão austenítico e ferrítico. Por meio do perfil de microdureza verificou-se que ocorre a redução da dureza na ZTA. Através do DRX foi determinada a presença de fase sigma nas regiões de solda para amostras soldadas com energia de soldagem de 1,0kJ/mm e 1,5 kJ/mm. Concluiu-se que pode-se utilizar nos processos de soldagem GMAW de aços inoxidáveis duplex SAF2205 com 4 mm de espessura aporte térmico próximo de 0,5 kJ/mm quando o objetivo for evitar a formação de fase sigma e aproximadamente igual a 1,5 kJ/mm quando o objetivo for manter percentual das fases na ZTA e ZF próximo ao do metal.

Heat-Affected Zone Microstructural Study via Coupled Numerical/Physical Simulation in Welded Superduplex Stainless Steels

“…In these steels, secondary phases can precipitate in temperatures ranging between 300 • C and 1000 • C, preferentially at grain boundaries, leading to embrittlement and negatively affecting their corrosion resistance [7]. One of the main deleterious phases is sigma (σ), which can reduce both the impact and corrosion resistance of duplex stainless steels, leading to as much as a 90% decrease in toughness when its quantity lies close to 4% [8][9][10].…”

Effect of thermal aging on the microstructure and mechanical properties of stainless steel UNS S31803

“…At high temperatures 600-900ºC, during hot forming or welding operation, precipitation of the σ phase can occur, among others. According to FONSECA et al [6], during the duplex stainless steels welding, special care must be taken with the heat input in order to maintain the balance of the austenite and ferrite phases and prevent the precipitation of deleterious phases, especially the sigma phase. In the heating range, 350-550°C, spinodal decomposition of the ferrite phase can also occur in small precipitates of α' (rich in Cr) and α (rich in Fe) [1].…”