Estudo do comportamento mecânico em soldas do aço inoxidável lean duplex UNS S32304 utilizando modelos de encruamento

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dc.contributor.advisor1Orlando, Marcos Tadeu D Azeredo
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000000283876504
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3562894103432242
dc.contributor.authorCaetano, Gabriela Aksascki
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000000333721835
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/6385356041873036
dc.contributor.referee1Bozzi, Antônio César
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0003-4857-0216
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3017292130810807
dc.contributor.referee2Passos, Carlos Augusto Cardoso
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0002-6303-3569
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/2528679879816545
dc.contributor.referee3Mucsi, Cristiano Stefano
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0002-8637-4999
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/2583729137737338
dc.contributor.referee4Bezzon, Vinicius Danilo Nonato
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/8711723831656721
dc.contributor.referee5Vieira, Estefano Aparecido
dc.date.accessioned2024-05-30T01:41:18Z
dc.date.available2024-05-30T01:41:18Z
dc.date.issued2023-01-27
dc.description.abstractDuplex stainless steels are characterized by their weldability, corrosion resistance, and good mechanical properties, the latter two properties being due to their biphasic microstructure of ferrite and austenite. The main focus of this research was to investigate the stress-strain behavior using work hardening models of the lean duplex stainless steel UNS S32304 with a thickness of 1.8 mm, welded by autogenous TIG process followed by heat treatment at different temperatures. In addition, initial investigations were carried out with laser beam welding using powder of duplex steel with TiB2 dispersion as a filler material. Microhardness tests, metallographic characterization with stereoscopy, optical and scanning electron microscopy, tensile test, and phase quantification by image processing were performed to evaluate the specimens welded by autogenous TIG process. The metallographic analysis showed that the heat treatments after TIG welding promoted an increase in the austenite phase content. An analysis of the stress-strain curves using work hardening models showed that the Voce and Hockett-Sherby models presented goodness-of-fit with the experimental data. In addition to the research, it was demonstrated that the parameters of both models are correlated with the volumetric content of austenitic phase in the fusion zone. Furthermore, laser beam welding with powder as filler material showed complete penetration, complete melting of the powder and the sheet, and no porosity was detected. It was verified through instrumented indentation measurements the dispersion of TiB2 and increased hardness and mechanical strength of the weld.
dc.description.resumoAços inoxidáveis duplex se caracterizam por apresentarem soldabilidade, resistência à corrosão e boas propriedades mecânicas, sendo as duas últimas consequência de sua microestrutura bifásica de ferrita e austenita. O foco principal desta pesquisa foi o estudo de curvas tensão-deformação utilizando modelos de encruamento do aço inoxidável lean duplex UNS S32304 de 1,8 mm de espessura soldado por processo TIG autógeno com posterior tratamento térmico em diferentes temperaturas. Também foram feitos estudos iniciais com o processo de soldagem a laser utilizando o pó atomizado do próprio aço duplex com dispersão de TiB2, como material de adição. Para avaliação das amostras soldadas pelo processo TIG autógeno, foram realizados ensaios de microdureza, caracterização microestrutural através de estereoscopia, microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura, ensaio de tração, e quantificação de fases por processamento e análise de imagens. A análise metalográfica indicou que os tratamentos térmicos pós-soldagem TIG promoveram um aumento no percentual da fase austenítica. A análise das curvas de tensãodeformação utilizando diferentes equações de encruamento revelou que os modelos de Voce e Hockett-Sherby apresentaram a melhor adequação aos dados experimentais. Além disso, foi demonstrado de forma inédita que os parâmetros de ambos os modelos estão correlacionados ao percentual de austenita presente na zona fundida. Adicionalmente, verificou-se que a soldagem a laser com pó, como material de adição, apresentou penetração completa da solda, fusão total do pó e da chapa e não foi visualizado porosidade. Foi comprovado através de medidas de indentação instrumentada a dispersão do TiB2 e aumento da dureza e resistência mecânica da solda.
dc.description.sponsorshipFundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/16671
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseDoutorado em Engenharia Mecânica
dc.publisher.departmentCentro Tecnológico
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
dc.rightsopen access
dc.subjectAço inoxidável duplex
dc.subjectSoldagem TIG
dc.subjectEquações de encruamento
dc.subjectSoldagem a laser
dc.subjectSoldagem com pó
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqEngenharia Mecânica
dc.titleEstudo do comportamento mecânico em soldas do aço inoxidável lean duplex UNS S32304 utilizando modelos de encruamento
dc.title.alternativetitle.alternative
dc.typedoctoralThesis
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