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Type: Dissertação
Title: Influência dos elementos de liga na estabilidade da fase g presente em aços hp fundidos por centrifugação: avaliação por termodinâmica computacional
Author(s)/Inventor(s): Lima, Renato Affonso de
Advisor: Araújo, Leonardo Sales
Abstract: Aços da classe HP compõem os tubos dos fornos de reforma a vapor. Estes são submetidos a temperaturas de parede de aproximadamente 950°C. Queimadores externos fornecem a energia necessária para a reação de reforma que sendo endotérmica mantem a temperatura controlada com o resfriamento interno. Em serviço, sofrem modificações microestruturais acarretando uma menor resistência à fluência. Este trabalho analisa a influência dos elementos de liga à fração volumétrica de fase G obtida e desenvolve uma metodologia de utilização do programa ThermoCalc® que simula as fases presentes em tubos de aços HP mesmo com a ocorrência de segregação inerente ao processo de fabricação através da fundição por centrifugação. Através de tratamentos térmicos e caracterização microestrutural em microscópio eletrônico de varredura, utilizando técnicas de processamento de imagens, quantificaram-se as fases presentes e utilizando a espectroscopia de energia dispersiva ratificaram-se as fases observadas nas simulações. Construiu-se diagramas de Scheil e diagramas de fração das fases estáveis. Quantificação das fases mostrou um patamar próximo de 1000h de tratamento térmico onde se estabiliza a quantidade de fase G. A técnica metalográfica utilizando ataques profundos permitiu quantificar o percentual de área da matriz e da região interdendrítica. A espectroscopia de energia dispersiva, caracterizou as fases Cr23C6, NbC e (Nb,Ti)C, fase G e matriz austenítica. Estes ensaios validaram os dados obtidos pela metodologia de utilização de diagramas de Scheil para gerar uma composição enriquecida que mimetiza a composição da região interdendrítica e então utilizar estes teores para gerar diagramas de estabilidade de fases. Pela análise fatorial foi possível constatar uma grande influência de Si na formação da fase G, a concentração de outros elementos como C e Nb afetam também a sua estabilidade.
Abstract: HP-class steels are used in tubes used in steam-powered reform furnace. These tubes are submitted to wall temperatures around 950ºC. Burners provide the external heating and internal cooling due endothermic reform reaction. In service microstructural modifications provide less fluency resistance. The present work analyses the influence of the alloy elements in the value of the phase G obtained and develops a methodology of utilization of the software Thermo-Calc® that simulates the phases present in HP steel tubes even when occurs the segregation inherent to their fabrication process. Through thermal treatments and analysis in scanning electron microscope analysis, and image processing techniques, the present phases were quantified, and the dispersive energy spectroscopy ratified the phases observed in the simulations. Scheil diagrams and fraction phase diagrams were plotted. Phases Quantifications presented a plateau near 1000h of heat treatment where the amount of phase G is stabilized. Deep etching allowed quantifying the percentage of area of the matrix and the interdendritic region. Dispersive energy spectroscopy characterized the phases Cr23C6, NbC and (Nb,Ti)C, G phase and austenitic matrix. These tests validated the data obtained by the Scheil diagrams methodology to generate an enriched composition that mimics the composition of the interdendritic region and then use this alloy composition to generate phase stability diagrams. Through the factorial analysis it was possible to verify a great influence of Si in the formation of the G phase, other elements such as C and Nb also have shown influence on its stability.
Keywords: Aço HP
Thermo-calc
Análises de imagens
Subject CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA FISICA::ESTRUTURA DOS METAIS E LIGAS
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica e de Materiais
Production unit: Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: Aug-2019
Publisher country: Brasil
Language: por
Right access: Acesso Aberto
Appears in Collections:Engenharia Metalúrgica e de Materiais

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