aços e ligas inox

7/18/2019 Aços e Ligas Inox

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Solubilidade de acos Inoxidaveis e Ligas de aluminio

Aços inoxidáveis podem ser considerados como ligeiramentemais difíceis de soldar que aços de baixo carbono.?Necessidade de limpeza de modo a minimizar contaminaçõesque deteriorem a sua resistência à corrosão.?Cuidados com a forma do cordão são muito importantes, umavez que irregularidades superficiais podem se tornar pontos deacúmulo de sujeira e início de corrosão.?As diferenças de propriedades físicas entre os aços comuns eos inoxidáveis, implicam em diferenças nos procedimentos desoldagem:1. Menor temperatura de fusão.2. Menor condutividade térmica.3. Maior coeficiente de expansão térmica.4. Maior resistência elétrica

-------------------Aços austeniticos

Devido à estrutura austenítica à temperatura ambiente,não são endurecíveis por tratamento térmico.? Formam o grupo mais usado e numeroso de açosinoxidáveis.

? Apresentam, à temperatura ambiente, um baixo limite deescoamento, um limite de resistência elevado e grandedutilidade.? São, entre os aços inoxidáveis, os materiais de melhorresistência geral à corrosão.? Aplicações na indústria química, alimentícia, de refino depetróleo e em muitas outras.Aços Inox AusteníticosProf. Dr. Haroldo Cavalcanti PintoGo to slide master to edit this text box7? Os aços inox austeníticos são os inoxidáveis mais simplesde soldar, com exceção dos aços com adição de enxofre

para usinagem fácil.? Elevado coeficiente de expansão térmica provocadistorções significativas. Fixação de chapas é necessário !? Problemas metalúrgicos:i. Trincas a quente na ZFii. Sensibilidade à corrosão intercristalina na ZTAiii. Corrosão em linha de faca na ZTAiv. Corrosão sob tensão na ZTA

****Trincas a quente na ZF (Microsegregação)Estão relacionadas ao intervalo desolidificação entre a T liquidus e a T solidus.Filmes finos de líquido residual com baixo

ponto de fusão se formam entre as dendritasprimárias.A deformação necessária à fratura caidramaticamente com a formação dos filmesinterdendríticos

Elevado coeficiente deexpansão térmica daaustenita causa elevadastensões de contração.



? Trinca é intergranular,ocorrendo na regiãointerdendrítica.

Solubilidade do S e P é maiorna ferrita que na austenita.? Ligas com formação deaustenita primária têmenriquecimento de S e P nolíquido interdendrítico.? Com a formação de ferritaprimária, S e P formamsomente ilhas de líquidodentro da austenita.? AWidmanstätten ou CG: placas seformam somente abaixo daTsolvus da ferrita primáriaAustenita primária Ferrita primáriaSoldagem de Aços Inox AusteníticosProf. Dr. Haroldo Cavalcanti PintoGo to slide master to edit this text box11i. Trincas a quente na ZF (Microsegregação)

? Medidas preventivas:- Seleção de metais de adição que possibilitem umasolidificação austeno-ferrítica com a presença de 4-10% de ferrita à temperatura ambie.- Caso uma microestrutura completamente austeníticaseja necessária, eletrodos com baixos teores de S e P,bem como uma elevada relação Mn/S devem serusados.- Refinamento de grão na ZF (ex.: inoculantes, pulsaçãodo arco TIG)

***Sensibilidade à corrosão intercristalina na ZTA? Teores de carbono superior a 0,06%: carbonetos de Cr

podem ser precipitados nos contornos de grão da ZTA,durante o ciclo térmico de soldagem (T = 600-850°C)

? Formação de canais empobrecidos em Cr ao longo doscontornos de grão, prejudicando a resistência à corrosão.

? Medidas preventivas:- Tratamento térmico pós-soldagem: dissolução doscarbonetos à T = 1000-1100°C, seguido de têmpera.Por consumir tempo e provocar distorções adicionais,nem sempre é interessante.- Redução do teor de carbono (%C < 0,03%). Causa, noentanto, um limite de escoamento baixo.

- Adição de outros elementos formadores decarbonetos: Ti e Nb têm maior afinidade ao C que oCr, evitando a precipitação de carbonetos de Crdurante a soldagem.? aços inoxidáveis estabilizados

*****Ataque gume de faca na ZTA

Ocorre em aços estabilizados em uma região muito restrita adjacenteà linha de fusão. Elevadas T dissolvem (Nb,Ti)C. Durante



reaquecimento (alívio de tensões, solda de múltiplos passes) Crprecipita entre 600850°C !

? Medidas preventivas:- Tratamento térmico pós-soldagem: recozimento à T =1000-1100°C. Nesta região carbonetos de Cr sedissolvem, enquanto (Nb,Ti)C se formam.- Uso de aços com baixo teor de carbono.- Adição de metais terras raras: La e Ce aceleramprecipitação de carbonetos no interior dos grãos,reduzindo a quantidade de C próxima aos contornos degrão

****. Corrosão sob tensão na ZTA

? baixa condutividade térmica e elevada expansão térmicada austenita causam elevadas tensões residuais.? Tensões residuais causam fissuramento transcristalino naZTA em meios corrosivos

? Medidas preventivas:- Recozimento para alívio de tensões: precipitação decarbonetos de Cr deve ser considerada. Recozimento

àT = 1000°C alivia as tensões residuais e dissolve oscarbonetos de Cr. No entanto, novas tensões podemse introduzidas durante a têmpera !- Aços com baixo teor de C e/ou estabilizados devemser usados para eliminar a necessidade de têmpera

---------------Aços inox ferriticos

*****Granulação grosseira na ZTA

Difusão na estrutura bcc é mais rápida, levando a um

crescimento excessivo de grão, perda de ductilidade etenacidade na ZTA.? Medidas preventivas:- Soldagem com baixo aporte térmico.- Adição de inoculantes formadores de nitretos ecarbonetos (B, Al, V e Zr) para refinamento de grãona ZF.- Soldagem com metal de adição austenítico.

Sensibilidade à corrosão intercristalina na ZTA

Elevadas taxas de difusão já causam precipitação decarbonetos de Cr durante o resfriamento de T > 925°C.

? Medidas preventivas:- Tratamento térmico pós-soldagem à T = 650-815°Ccausa difusão do Cr do interior do grão para regiõesempobrecidas. Comportamento oposto aos inoxausteníticos !!- Uso de ligas estabilizadas com Nb e Ti e com teoresextra-baixos de C (<0,002%).

Formação de martensita nos contornos de grão da ZTA



A)T atinge campo da ferrita ?, ocorrendo crescimento degrão. No resfriamento, austenita forma nos CGs eposteriormente transforma em martensita.B) T atinge somente campo bifásico (?+?). Austenita formadanos CGs transforma em martensita no resfriamento.

Medidas preventivas:- Revenimento da martensita pós-soldagem à T = 800°Cmelhora tenacidade.- Adição de Nb e Ti (estabilizadores da ferrita ?)elimina a formação de martensita. Teor de C tambémé reduzido pela formação de carbonetos, diminuindo atendência de formar martensita.

-----------------Inox Martensiticos

Elevada temperabilidade: estrutura completamentemartensítica mesmo após um resfriamento ao ar calmo.? Ligas endurecíveis por tratamento térmico, sendo usadas,em geral, no estado temperado e revenido.? Sua resistência à corrosão é inferior a dos outros tipos,sendo, contudo, satisfatória para meios mais fracamentecorrosivos.

? Adequados para aplicações que requerem elevadaresistência mecânica, dureza e resistência à abrasão ouerosão em ambiente seco ou úmido: componentes deturbinas a gás ou vapor, mancais e em peças de cutelaria.

Soldabilidade de aços com teor de C < 0,15% é boa.? Maiores teores de C requerem pré- e pós-aquecimentos.? Pré-aquecimento ou pós-aquecimento deficientes levam àformação de trincas de têmpera na ZF, potencializadaspela presença de hidrogênio.? Medidas preventivas:- Pré-aquecimento entre 230-290°C.- Pós-aquecimento entre 650-750°C, seguido de

resfriamento lento até a temperatura ambiente.- Quando o pré-aquecimento for impossível, metal deadição inoxidável austenítico deve ser usado.

----------------Aços Duplex

Resfriamento rápido provoca elevados teores de ferrita eprecipitação de nitretos de Cr na ZTA e ZF, reduzindo atenacidade e a resistência à corrosão da solda.? Resfriamento lento e a manutenção por tempos longos atemperaturas entre cerca de 1000 e 600°C leva a

precipitação de intermetálicos (devido ao elevado teor deelementos de liga como Cr, Mo,W), prejudicando aspropriedades mecânicas da solda.? Medidas preventivas:- Controle preciso da energia de soldagem e datemperatura de pré-aquecimento.- O uso de misturas Ar-N2 como gás de proteção écomum para reduzir a quantidade de ferrita na ZF.

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Ligas de aluminio

O alumínio reage prontamente com o oxigênio do ar formando uma camadasuperficial de óxido cujo ponto de fusãoé muito superior ao do Al e que, durante asoldagem, pode formar uma barreira física impedindo o contato e mistura dometal base fundido e do metal de adição e formando inclusões na solda.Adicionalmente, a medida que se torna mais expressa, a camada de óxido absorveumidade do ar.?O óxido de Al pode ser removido por meios químicos (limpeza por solventes e/oudecapagem), mecânicos (lixamento, escovamento, etc) elétricos (ação de limpezacatódica do arco) ou metalúrgicos (ação escorificante de um fluxo durante asoldagem). Limpar imediatamente ou, no máximo, 8 horas antes da soldagem.?Como a condutividade térmica do Al é 3 a 5 vezes maior que a do aço, o calor desoldagem é menos eficientemente usado. Assim, o uso de pré-aquecimento e de ummaior aporte térmico é comum na soldagem de juntas de maior espessura paragarantir a formação da poça de fusão e evitar problemas de falta de fusão. Opré-aquecimento, na soldagem do Al, não deve ser superior a 205ºC.?O coeficiente de expansão térmica do Al é aprox. duas vezes maior que o do aço.Isto favorece a ocorrência de distorção e o aparecimento de trincas.

Os principais problemas metalúrgicos de soldabilidade doalumínio e suas ligas são:?a formação de porosidade pelo H2

?a formação de trincas a alta temperatura (principalmentede solidificação)?a perda de resistência mecânica (para metal base encruadoou endurecido por precipitação).As principais fontes dehidrogênio são:?umidade da camada deóxido no metal base eno metal de adição?resíduos delubrificante deprodutos de trefilação?umidade absorvida no

revestimento deeletrodos e provenienteda atmosfera quandouma menor estabilidadedo processo ou umcomprimento excessivodo arco comprometem aproteção

Várias ligas de alumínio são sensíveis à formação de trincas nasolidificação e, eventualmente, por liquação e por perda de dutilidade aalta temperatura. Algumas ligas são, também, sensíveis à fissuração por

corrosão sob tensão.A fissuração na solidificação é favorecida pela presença de certoselementos de liga como Si, Cu e Mg:

A resistência mecânica de diversas ligas de alumínio ébaseada no seu encruamento ou em endurecimento porprecipitação. Estes dois mecanismos são sensíveis a umaelevação da temperatura e, portanto, na soldagem, a zonatermicamente afetada destas ligas pode ser amaciada

aços e ligas inox

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