Análise de difusividade térmica em aço duplex UNS S32304 submetido a diferentes processos de soldagem TIG e tratamento térmico

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dc.contributor.advisor-co1Passos, Carlos Augusto Cardoso
dc.contributor.advisor1Orlando, Marcos Tadeu D'Azeredo
dc.contributor.authorBolsanello, Marilia Fernandes
dc.contributor.referee1Macêdo, Marcelo Camargo Severo de
dc.contributor.referee2Rossi, Jesualdo Luiz
dc.contributor.referee3Passamai Junior, José Luis
dc.date.accessioned2018-08-02T00:03:17Z
dc.date.available2018-08-01
dc.date.available2018-08-02T00:03:17Z
dc.date.issued2016-05-13
dc.description.abstractThermal diffusivity of UNS S32304 stainless steel was evaluated with the purpose ofaggregate knowledge to the development of the radioactive material transportation containment receptacles project.The Flash Lased Method was used, which is based on unidimensional thermal diffusivity equation analytical solution. A carbon dioxide laser with Gaussian profile was used, with 10−6𝑚wavelength, 10√2𝑊𝑚2⁄intensity and 10√2𝑊𝑚2⁄diameter.A sample of material was analyzed as received, in order toobtain a reference diffusivity value, and to compare with the value provided by the supplier, which ensured the method effectiveness. Thereafter, a sample welded by TIG autogenous process, with argon shield gas, was tested to analyze the welding process influence under thermal diffusivity. A sample welded by the same procedure, but heat treated under 600 °C for 8 hours and cooled by air was also analyzed, to evaluate the effect of these steels exposure to high temperatures after welding. To do so, in both welded samples, points with variable distance to sample middle were taken, including molted zone, heat affected zone and base metal. Finally, obtained results were compared to previous optical microscopy, ray X diffraction characterization, micro hardness and residual stresses analysis. It could be observed that thermal diffusivity was affected not only by welding process but also by heat treatment. Most of the points presented reduced thermal diffusivity, assigned to a material thermal conductive reduction, harmful for the use in question, once it will respond slowly to thermal changes. The heat treated sample presented diffusivity values closer to the material as received, qualitative similar results were also observed on residual stresses tests, where thermal treatment equalized materials stress state. Besides that, the molting zone point, at the sample only welded, presented a thermal diffusivity value above the one founded at base metal, which can be related to structural changes caused by heating. Nevertheless, those are partial conclusions, reinforcing the need of deeper studies concerning stainless steel UNS S32304 thermal diffusivity.eng
dc.description.resumoDe modo a agregar conhecimento ao desenvolvimento do projeto de receptáculos de contenção para transporte de substâncias radioativas, o aço inoxidável UNS S32304 foi avaliado em diferentes condições de soldagem e tratamento térmico. Foram preparadas amostras de aço como recebido, e também tratadas termicamente a 600°C por 8 horas com resfriamento em ar, com o objetivo de avaliar o efeito da exposição desse aço a elevadas temperaturas. Após, amostras de material como recebidos foram soldadas pelo processo autógeno TIG com proteção de duas atmosferas diferentes: apenas argônio, e uma mistura de 98% de argônio e 2% de nitrogênio, para a avaliar os efeitos da adição desse gás na reestruturação da estrutura ferrítica-austeníftica do aço duplex após o resfriamento da solda. Uma amostra soldada também foi tratada com os mesmos parâmetros citados, para a avaliação da influência do aquecimento na estrutura soldada. As amostras foram submetidas a avaliação do teor de ferrita, microdureza e microestrutura do material. Além disso, as amostras de material como recebido e apenas tratadas foram avaliadas por difratometria de raios X para a obtenção da tensão residual, e o perfil de tensão residual das amostras é apresentado para as fases ferrítica e austenítica. Por fim, as amostras apenas soldada com argônio e soldada com argônio e tratada termicamente a 600°C foram submetidas à avaliação da difusividade térmica pelo método Flash laser, que se baseia na solução analítica da equação de difusão térmica unidimensional. Foi utilizado um laser de dióxido de carbono e perfil gaussiano, com comprimento de onda igual a 〖10〗^(-6) m, de intensidade 10√2 W⁄m^2 e diâmetro igual a 2 mm. Verificou-se que o tratamento térmico influencia diretamente na difusividade térmica do aço, e ainda que tanto o tratamento térmico quanto o gás de proteção influenciam no perfil de tensões das diferentes fases do aço.
dc.formatText
dc.identifier.citationBOLSANELLO, Marilia Fernandes. Análise de difusividade térmica em aço duplex UNS S32304 submetido a diferentes processos de soldagem TIG e tratamento térmico. 2016. 128 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal do Espírito Santo, Centro Tecnológico, Vitória, 2016.
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/9815
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Engenharia Mecânica
dc.publisher.departmentCentro Tecnológico
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
dc.rightsopen access
dc.subjectFlash lasereng
dc.subjectThermal diffusivityeng
dc.subjectUNS32304 stainless steeleng
dc.subjectIG weldingeng
dc.subjectHeat treatmenteng
dc.subjectResidual stresseng
dc.subjectRay X diffractioneng
dc.subjectDifusividade térmicapor
dc.subjectAço inoxidável duplex UNS32304por
dc.subjectSoldagem TIGpor
dc.subject.br-rjbnDifusividade termica
dc.subject.br-rjbnAço inoxidável
dc.subject.br-rjbnSoldagem
dc.subject.br-rjbnAço - Tratamento térmico
dc.subject.br-rjbnRaios X - Difração
dc.subject.br-rjbnTensões residuais
dc.subject.cnpqEngenharia Mecânica
dc.subject.udc621
dc.titleAnálise de difusividade térmica em aço duplex UNS S32304 submetido a diferentes processos de soldagem TIG e tratamento térmico
dc.typemasterThesis
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