Precipitation in AISI 316L(N) during creep tests at 550 and 600°C up to 10 years

Padilha, Angelo Fernando; Escriba, D.M.; Materna-Morris, E.; Rieth, M.; Klimenkov, M.

doi:10.1016/j.jnucmat.2006.12.027

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“…It is unclear at what stage of the thermal ageing the chi phase precipitates in the material evolvedthe closest comparable literature observation to the specimen (Type 316 N steel/85000 h creep test/ 550°C) [42] suggests that in the present case the chi phase precipitates would have formed during the additional 22000 h post-service ageing. However, given that chi phase is typically formed in the high Cr d-ferrite rich regions, duplex steels or Type 300 series weld metal may provide a better basis for comparison.…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 74%

Precipitation within localised chromium-enriched regions in a Type 316H austenitic stainless steel

2018

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A Type 316H austenitic stainless steel component containing Cr and impurity element-rich localised regions arising from component fabrication was aged for a prolonged period during service at a temperature of approximately 550°C. These regions make up approximately 5% of the total volume of the microstructure. Previous work has shown that these regions contain ferrite and carbide precipitates and a finer austenite grain size than the adjacent matrix. The present study has used high-resolution transmission electron microscopy combined with compositional microanalysis to show that these regions have a highly complex microstructure containing G phase, chi phase and intragranular c 0 precipitates within the austenite grains. There is phosphorus migration to the chi austenite phase boundary, and the basis for this equilibrium impurity segregation is discussed. A Cr-depleted region was observed surrounding the chi phase precipitates, and the impact of this on the other precipitates is considered. The diversity of precipitates in these Cr-rich regions means that they behave significantly differently to the bulk material under long-term creep conditions leading to preferred nucleation and growth of creep cavities and the formation of localised creep cracks during service.

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Section: Discussionmentioning

confidence: 74%

Precipitation within localised chromium-enriched regions in a Type 316H austenitic stainless steel

2018

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“…The precipitation via δ-ferrite is more rapid because this phase is Cr, Mo and Si enriched, and also because the diffusion coefficients in the bcc phase are much higher than in the fcc austenite 5 . As consequence, weld metals and cast pieces of conventional austenitic stainless steels are more susceptible to σ phase precipitation than base metals, since a higher amount of δ ferrite is usually found in the as cast structure.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Effects of Thermal Aging on Microstructure and Corrosion Resistance of AISI 317L Steel Weld Metal in the FSW Process

et al. 2015

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The AISI 317L grade is an austenitic stainless steel with high Mo content (3.0 wt% min.). Due to the higher pitting resistance, this grade has replaced AISI 316L steel in many applications where the corrosion resistance is a critical property. However, the high Mo can induce phase transformations in high temperature services. In modern oil refinaries and petrochemical industries AISI 317L has been selected for temperatures as high as 550 °C. The goal of this work was to analyze the microstructural evolution and corrosion resistance of base and weld metal of AISI 317L stainless steel. The welded joints were produced by friction stir welding (FSW). The effect of prolonged exposure at 550 °C was investigated in specimens aged for 200h, 300h and 400h. After each aging treatment microstructural characterization was performed by scanning electron microscopy (SEM). Double loop electrochemical polarization reactivation tests (DL-EPR) were performed to evaluate the degree of sensitization of the samples. The results indicated that the increase of the exposure time at 550 °C promotes the formation of intermetallic phases, which causes corrosion decay of the weld metal.

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“…O enriquecimento local de cromo na ferrita δ em condições de aquecimento, resfriamento e/ou solidificação são os principais fenômenos que favorecem à precipitação da fase σ nos aços inoxidáveis austeníticos [4]. Padilha et al [5] destacam que a cinética da precipitação da fase σ, em aços inoxidáveis com estrutura totalmente austenítica, é muito lenta, sendo necessárias centenas ou milhares de horas, para que ocorra a formação destes precipitados. Os autores apontam que a cinética lenta se deve a três causas: a insolubilidade do carbono e do nitrogênio na fase σ, acarretando à precipitação desta fase após a precipitação de carbonetos e/ou nitretos; a complexidade da estrutura cristalina da fase σ, com 30 átomos na célula unitária e o fato de ser formada por elementos de solução sólida substitucional, o que requer longos tempos de difusão.…”

Section: Introductionunclassified

“…A ferrita δ se decompõe através de uma reação eutetóide do tipo: δ → σ + γ secundária. Tal fato ocorre porque a ferrita δ possui uma composição química mais rica em Cr, Mo e Si, elementos facilitadores da formação da fase σ [5][6]. A Figura 1 apresenta a representação esquemática da precipitação da fase σ em um aço inoxidável austenítico contendo ferrita δ.…”

Section: Introductionunclassified

“…A queda da resistência à corrosão, nos aços austeníticos, provocada pela precipitação de fase σ se deve a remoção de cromo e molibdênio da matriz austenítica, criando regiões pobres em cromo, susceptíveis à corrosão [5]. Embora tenha se acostumado a chamar de sensitização o fenômeno de empobrecimento de cromo causado pela precipitação intergranular de carbonetos de cromo na faixa de 450 o C a 850 o C, deixando regiões pobres em cromo vizinhas aos contornos de grão austeníticos, a precipitação de fase σ causa efeito semelhante e também pode ser chamada de sensitização.…”

Section: Introductionunclassified

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Efeitos do envelhecimento térmico na microestrutura e na resistência à corrosão do metal de solda de aço AISI 317L

Farneze¹,

Tavares²,

Pardal³

et al. 2014

Soldag. insp.

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Resumo Visando uma análise da evolução microestrutural e da resistência à corrosão do metal de solda em aço AISI 317L, obtido pelo processo GTAW, realizou-se a avaliação do efeito de exposições prolongadas a 550°C, através de tratamentos térmicos por 200h, 300h e 400h. Após cada tratamento foi efetuada uma caracterização microestrutural por microscopia eletrônica de varredura (MEV Abstract: Aiming at an analysis of the microstructural evolution and corrosion resistance of the weld metal in steel AISI 317L, obtained by GTAW process, conducted to evaluate the effect of prolonged exposure at 550 ° C by thermal treatment for 200h, 300h and 400h. After each treatment microstructural characterization was performed by scanning electron microscopy (SEM). Double loop electrochemical polarization reactivation tests (DL-EPR) were performed to evaluate the degree of sensitization of the samples. The results indicated that increasing the exposure time at 550o C promoted the progressive formation of intermetallic phases, which caused corrosion decay of the weld metal. These results contribute to a better prediction of the behavior of AISI 317L welded joins during operation of the process equipment industry.Key-words: AISI 317L austenitic stainless steel. GTAW process. DL-EPR. Deleterious phases. IntroduçãoOs aços inoxidáveis austeníticos formam o maior grupo de aços inoxidáveis em uso, representando cerca de 65 a 70% do total produzido. Dentre as propriedades que se destacam nestes tipos de aços, está à boa resistência mecânica e à corrosão a temperaturas elevadas, o que permite a sua utilização em temperaturas consideravelmente superiores à temperatura máxima de serviço de aços baixa liga ou de aços inoxidáveis martensíticos e ferríticos. Estas características são conseguidas principalmente em aços inoxidáveis austeníticos ligados com Mo ou Si [1]. Neste contexto, salienta-se o desenvolvimento do aço inoxidável austenítico AISI 317L, muito utilizado para confecção de tubos e de revestimentos tipo "clad" empregados nas refinarias, com teor de carbono limitado à 0,03% e teor de Mo entre 3,00 e 4,00%, possuindo ainda melhor resistência à fluência e melhor resistência à corrosão, quando comparado com outras classes de aços inoxidáveis austeníticos [1]. Apesar das qualidades inerentes ao aço AISI 317L, seu uso na indústria de processo esbarra em problemas metalúrgicos, por mudanças na microestrutura, provocadas por elevadas temperaturas, decorrentes de um aumento significativo da ferrita-d, o que aumenta a suscetibilidade à corrosão intergranular, aliado à decomposição de fases intermetálicas, tais como as fases s e c , o que acarreta em degradação das propriedades deste material, principalmente em juntas soldadas expostas a elevadas temperaturas de serviço [2][3].A fase σ é uma das fases intermetálicas mais estudadas, no que tange à degradação dos aços inoxidáveis. O enriquecimento local de cromo na ferrita δ em condições de aquecimento, resfriamento e/ou solidificação são os principais fenômenos que favorecem à precipitação da ...

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Precipitation in AISI 316L(N) during creep tests at 550 and 600°C up to 10 years

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