DISSOLUÇÃO DA FERRITA DELTA EM AÇO INOXIDÁVEL ENDURECIDO POR PRECIPITAÇÃO

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1 1 FACULDADE DE TECNOLOGIA SENAI NADIR DIAS DE FIGUEIREDO Alexandre Afonso Alves de Moura Marcos Paulo Pereira de Toledo Ricardo Breviglieri Alves Castilho DISSOLUÇÃO DA FERRITA DELTA EM AÇO INOXIDÁVEL ENDURECIDO POR PRECIPITAÇÃO OSASCO 2012

2 2 Alexandre Afonso Alves de Moura Marcos Paulo Pereira de Toledo Ricardo Breviglieri Alves Castilho DISSOLUÇÃO DA FERRITA DELTA EM AÇO INOXIDÁVEL ENDURECIDO POR PRECIPITAÇÃO Projeto apresentado à Faculdade de Tecnologia SENAI Nadir Dias de Figueiredo em Processos Metalúrgicos para inscrição do Trabalho de Conclusão de Curso sob a orientação técnica do (a) Prof.Paulo Sergio de Freitas e orientação metodológica do Prof. Roberto Sanches Cazado OSASCO 2012

3 3 RESUMO O aço inox 17-4-PH durante algum tempo foi somente aplicado no campo militar sendo estendido a sua aplicação ao campo industrial, à indústria aeronáutica, petroquímica, de celulose, como correntes engrenagens, eixos, molas, bombas e Válvulas de sistema de alta pressão. O foco desta pesquisa é dissolver a ferrita delta presente em material fundido pelo processo EAF+VOD, originária do processo de fusão que ocasiona o craking no qual o material em ensaio de partículas magnéticas é reprovado devido ao aparecimento dessas descontinuidades superficiais e subsuperficiais restringindo sua aplicação na utilização de bombas e válvulas de alta pressão, e criando alternativas no processo produtivo para reduzir os custos de fabricação. A metodologia de pesquisa irá comparar e analisar três parâmetros de tratamento térmico para dissolver a ferrita delta,e solubilização e precipitação posteriores. As formas de análises dos resultados terão como base ensaio de partículas magnéticas, metalografia, dureza e ensaio de tração. Palavras- chave: Aço Inox 17-4-PH. Ferrita delta. Processo EAF+VOD. Descontinuidades superficiais e subsuperficiais.

4 4 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO E JUSTIFICATIVA COM SINTESE DA BIBLIOGRAFIA FUNDAMENTAL OBJETIVO GERAL OBJETIVOS ESPECÍFICOS PLANO DE TRABALHO E CRONOGRAMA DE EXECUÇÃO MATERIAIS E MÉTODOS FORMAS DE ANÁLISE DOS RESULTADOS PARTÍCULAS MAGNÉTICAS ENSAIO METALOGRÁFICO DUREZA TRAÇÃO... 8 REFERÊNCIAS... 9

5 5 1. INTRODUÇÃO E JUSTIFICATIVA COM SINTESE DA BIBLIOGRAFIA FUNDAMENTAL O Aço Inox PH durante algum tempo foi somente aplicado no campo militar sendo estendido a sua aplicação ao campo industrial, à indústria aeronáutica, petroquímica, de celulose, como correntes engrenagens, eixos, molas, bombas e Válvulas de sistema de alta pressão. O material inoxidável 17-4 PH se caracteriza por poder ter suas propriedades mecânicas melhoradas por tratamento de envelhecimento. Constituem uma alternativa quando se deseja combinar resistência à corrosão, boas características de trabalhabilidade e elevadas propriedades mecânicas estáticas e dinâmicas. Esta liga é produzida pelos processos AOD, VOD ou VIM e refundidas pelos processos ESR ou VAR para aplicações críticas, em que dupla fusão sob vácuo pode ser especificada. Utilizaremos material fundido pelo processo EAF+VOD, sem o processo de refino, com a presença de ferrita delta, originária do processo de fusão que ocasiona o craking no qual o material em ensaio de partículas magnéticas é reprovado devido ao aparecimento dessas descontinuidades superficiais e sub-superficiais restringindo sua aplicação na utilização de bombas e válvulas de alta pressão. Bibliografia fundamental e Revisão bibliográfica: A base do estudo das ligas ferrosas é o conhecimento da sua estrutura, a qual esta diretamente relacionada ao estudo do diagrama de equilíbrio condição de fabricação como fundição e tratamento térmico que afetam em maior ou menor grão a estrutura da liga e suas propriedades. (CHIAVERINI, 2008). A presença da ferrita delta é resultante da participação de elementos promotores da ferrita, normalmente o Cr, durante a solidificação e processamento termomecânico (LIPPOLD & KOTECKI, 2005, LEFFLER, 1998). Os aços inoxidáveis, não deveriam apresentar frações de ferrita Delta acima de 3% (HOUSKA, 2001).

6 6 A influência do tempo de permanência do aço à temperatura escolhida de aquecimento é mais ou menos idêntica a de máxima temperatura de aquecimento, isto é, quanto mais longo o tempo à temperatura considerada de austenitização, tanto mais completa será a dissolução do carboneto de ferro, entretanto maior o tamanho de grão resultante. (CHIAVERINI, 2008) 2. OBJETIVO GERAL Definir parâmetros de tratamento térmico, para eliminar a ferrita delta em aço inox endurecível por precipitação 17-4-PH. 2.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Recuperar o material em estoque a partir de um tratamento térmico; Reduzir o custo de processo (%); Comparar os parâmetros indicados nas literaturas / normas com os resultados obtidos e; Redução de energia elétrica. 3. PLANO DE TRABALHO E CRONOGRAMA DE EXECUÇÃO

7 7 4. MATERIAIS E MÉTODOS Nesta pesquisa, separaremos 03 amostras do aço inox 174PH, com Ø 57,15 x 100 mm, identificadas como CP 01, 02 e 03, gravadas em máquina a laser ao qual serão submetido ao 1 ciclo tratamento térmico, para dissolução da ferrita delta em algumas faixas de temperatura acima da solubilização em 10 C, 60 C e 110 C, conforme abaixo:. CORPO PROVA (CP) Temperatura Tempo Resfriamento C 70 min água C 70 min água C 140 min água Na sequência, todos os CP s (Corpos de Prova) serão tratados conforme requisitos da norma Astm a564 Uns H1150D, conforme tabela abaixo : Ciclo Temperatura Tempo Resfriamento Solubilização 1040 C 70 min Água 1 Envelhecimento 620 C 05 h Ar 2 Envelhecimento 620 C 05 h Ar

8 8 5. FORMAS DE ANÁLISE DOS RESULTADOS 5.1 PARTÍCULAS MAGNÉTICAS Para verificação de descontinuidades superficiais e sub superficiais adotaremos o Ensaio de partículas magnéticas por via úmida; 5.2 ENSAIO METALOGRÁFICO Para avaliação da % de ferrita delta, conforme método de ensaio ASTM E 7/ DUREZA Medição de dureza na escala Rockwell C (HRc). Os valores serão considerados pela média de 03 resultados. 5.4 TRAÇÃO Preparação do c.p e método de ensaio Conforme ASTM A370 Parâmetros de aprovação conforme norma do respectivo material. Astm A ph Limite Resistência Min. MPA Limite Escoamento Min.MPA Alongamento Min.(%) Red. Área Min.(%) Dureza (HRc) H1150D

9 9 REFERÊNCIAS CHIAVERINI, Vicente. Aços e Ferros Fundidos. São Paulo, 2008 MEI, Paulo Roberto; SILVA, Andre Luiz V. da Costa. Aços e Ligas Especiais. São Paulo, 2006 HOUSKA, C. A guide to casting: stainless steel and nickel-base. NiDI Institute, LIPPOLD, J. C., KOTECKI, D. J. Welding metallurgy and weldability of stainless steels. New Jersey, USA: JohnWiley & Sons, (Publication Hoboken).

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