Engenharia de Materiais
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Navegando Engenharia de Materiais por Assunto "aços inoxidáveis"
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Trabalho de Conclusão de Curso Estudo de caso da utilização de aços inoxidáveis para aplicação em recuperadores de calor na indústria siderúrgica(2021-12-08) Basso, Guilherme ArrudaDentre as aplicações de aços inoxidáveis, existe a fabricação de tubos sem costura para trocadores de calor, como em recuperadores em siderúrgicas. Em uma planta siderúrgica, por exemplo, processos que envolvem temperaturas acima de 500ºC de operação favorecem a corrosão e, por esse motivo, utilizam-se aços inoxidáveis contendo, principalmente, maiores teores de Cr em sua composição química. Entretanto, em altas temperaturas, algumas transformações de fase podem levar à formação de fases deletérias capazes de comprometer o desempenho da liga desenvolvida para tal aplicação. Dessa forma, a motivação deste trabalho é caracterizar a microestrutura das ligas AISI 446 e 253 MA após tratamentos isotérmicos de 15 dias, 2, 4 e 5 meses, a 600ºC e 700ºC, com foco na formação de fases secundárias, quantificadas por meio análises de imagens de microscopia óptica, utilizando o software Image J. A liga AISI 446 já é utilizada em recuperadores de calor, enquanto a liga 253 MA ainda é estudada para a mesma aplicação. Os materiais foram analisados por microscopia óptica e difração de raios-X. Acredita-se que, em ambas as ligas, as partículas de tamanhos maiores correspondam à fase sigma, enquanto as partículas menores correspondem a carbonetos do tipo M23C6 e nitretos do tipo Cr2N. Estes últimos, especialmente na liga AISI 446, são encontrados principalmente nos contornos de grãos. Também foi caracterizada a microestrutura das ligas AISI 446 e AISI 409 após anos de uso, e das ligas AISI 446 e 253 MA como fornecidas. Na liga AISI 446, provavelmente houve formação de sigma, juntamente com carbonetos e nitretos de Cr precipitados em matriz ferrítica. Essas fases secundárias já estavam presentes nessa liga como fornecida, mas em menores frações volumétricas e tamanhos. Por outro ado, a liga 253 MA, como fornecida, aparenta ser completamente austenítica, sem fases secundárias precipitadas. Na liga AISI 409, após anos de operação em recuperador de calor, foram encontrados apenas o que se acredita serem carbonetos (e, possivelmente, nitretos) de Ti em matriz ferrítica. A 600ºC a formação de fases secundárias foi superior para a liga AISI 446, enquanto a 700ºC, é a liga 253 MA que apresenta mais fases secundárias formadas. Entretanto, as simulações termodinâmicas não se mostraram eficientes na descrição do comportamento de precipitação para as duas ligas, especialmente para a liga 253 MA a 700ºC, pois a quantidade de fases secundárias precipitadas foi mais expressiva que o previsto. Após 5 meses, acredita-se que, para a liga 253 MA, a formação de fases secundárias atingiu um platô, sem precipitação adicional esperada. De forma contrária, para a liga AISI 446, após 4 meses, foi observada tendência de evolução de precipitação. A formação de fases secundárias para ambas as ligas foi superior ao esperado e sugerido pela literatura. Após 5 meses, os valores de 19% e 35% foram obtidos para as ligas AISI 446 e 253 MA, respectivamente.Trabalho de Conclusão de Curso Previsão de transformação de fase em aços inoxidáveis usando DICTRA®(2021-06) Santos, Renata Caroline MotaO presente trabalho teve por objetivo estudar a precipitação de carbonetos M23C6 e fase sigma para cinco ligas utilizadas em um trocador de calor de uma planta siderúrgica, para selecionar qual material apresentaria melhor desempenho nas condições de operação. Para isso, simulações computacionas de equilíbrio usando o Thermo-Calc® foram realizadas para as ligas AISI 442, AISI 409, AISI 405, AISI 446 e 253 MA, enquanto as simulações de cinética de transformação de fase utilizando o DICTRA® preveram a formação de M23C6 e fase sigma para os diversos materiais partindo da condição solubilizada e tratada termicamente. Os resultados indicaram que o 253 MA tem cinética de formação de carbonetos e sigma mais lenta quando comparado com as ligas ferríticas, sendo uma boa escolha para a aplicação considerando-se somente a formação dessas fases. Além disso, o DICTRA® se mostrou com alta sensibilidade ao tamanho da célula computacional e geometria escolhida, sendo necessária a calibração de tais parâmetros.