BIA - IFPI Campus Teresina Central Mestrado Mestrado em Engenharia dos Materiais - Teresina Central
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Tipo: Dissertação
Título: Caracterização microestrutural e mecânica do aço inoxidável ferrítico AISI 409 submetido à oxidação cíclica e isotérmica
Autor: Santos, Joanne Bruna da Silva
Orientador(a): Salgado, Maria de Fátima
Resumo: O aço inoxidável ferrítico AISI 409 é o material líder na fabricação de componentes da parte fria do sistema de exaustão veicular, locais onde ocorrem a condensação de gases provenientes da combustão do motor. Nos processos de soldagem dos aços inoxidáveis, o gás argônio é habitualmente utilizado como gás de proteção, protegendo a poça de fusão (metal líquido) e o cordão de solda da oxidação causada pelo ar atmosférico. O objetivo desta pesquisa é avaliar a estabilidade microestrutural e o comportamento mecânico do material ao sofrer oxidação isotérmica em atmosfera de argônio e cíclica, como continuação das pesquisas de Silva (2021) e Rodrigues (2014). A oxidação isotérmica ocorreu em forno tubular por 2h, 4h, 8h, 16h, 32h e 50h, entre 850°C e 950°C, na atmosfera de argônio, contendo 1ppm de O2. Já as amostras submetidas à oxidação cíclica, passaram por teste de oxidação com imersão em condensado (TOC) a 70 ºC e por teste de oxidação puro (TOP) a 300ºC, sem imersão em condensado. As amostras oxidadas foram lixadas manualmente com lixas de carbeto de silício e polidas com Alumina, a fim de retirar a camada passiva formada durante os ensaios de oxidação. A microestrutura do substrato metálico foi observada utilizando o Microscópio Óptico. A análise qualitativa de fases foi realizada por Difração de raios X (DRX). Para caracterização mecânica, foi realizado o ensaio de microdureza Vickers (HV), e, a partir da microdureza determinou-se o limite de resistência a tração correspondente. Na micrografia obtida do ensaio de oxidação cíclica observou-se a presença de poros e fissuras. Na micrografia obtida do ensaio de oxidação isotérmica, não foi observado mudança na microestrutura ferrítica. Por meio da difração de raios X, a presença de MnO, 〖"Cr" 〗_"2" "O" _"3" e 〖"Fe" 〗_"2" "O" _"3" (na amostra submetida à oxidação cíclica) foi observada. Não há presença de carbetos de cromo nos difratogramas. Por médio do ensaio de microdureza, verificou-se o aumento substancial da resistência mecânica e da microdureza, com o acréscimo da temperatura de oxidação de 850ºC para 900ºC e sua redução a 950ºC. Palavras-chave: Oxidação cíclica. Oxidação Isotérmica. Aço Inoxidável Ferrítico.
Abstract: Ferritic stainless steel AISI 409 is the leading material in the manufacture of components of the cold part of the vehicle exhaust system, such as the muffler and the exhaust tube, places where condensation of gases from the combustion of the engine occurs. Such service conditions result in microstructural and mechanical damage to AISI 409 steel. The point of this research is to evaluate the microstructural stability and the mechanical comportment of material to suffer isothermal and cyclic oxidation, as a continuation of the research of Silva (2021) e Rodrigues (2014), respectively. Isothermal oxidation occurred in a tubular furnace for 2h, 4h, 8h, 16h, 32h and 50h, between 850°C and 950°C, in an argon atmosphere, containing 1ppm of O2. The samples subjected to cyclic oxidation underwent an oxidation test with immersion in condensate (TOC) at 70 ºC and a pure oxidation test (TOP) at 300 ºC, without immersion in condensate. The oxidized samples were manually sanded with silicon carbide sandpaper of particle sizes 240, 400, 800, 1000, 1200 and polished with 3 and 1μm Alumina, to remove the passive layer formed during the oxidation tests. The microstructure of the metallic substrate was observed using the Optical Microscope. Qualitative phase analysis was performed using X-ray diffraction (XRD). For mechanical characterization, the Vickers microhardness test (HV) was performed, and from the microhardness the corresponding tensile strength limit was determined. According to the micrograph obtained, there was no change in the ferritic microstructure. Through X-ray diffraction, was observed the presence of MnO, 〖"Cr" 〗_"2" "O" _"3" e 〖"Fe" 〗_"2" "O" _"3" (in sample subjected to cyclic oxidation). There is no presence of chromium carbides in the diffractograms. There was a substantial increase in mechanical resistance and microhardness, with the increase in the oxidation temperature from 850ºC to 900ºC and its reduction at 950ºC.
Palavras-chave: Oxidação cíclica
Oxidação isotérmica
Aço Inoxidável Ferrítico
Cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
metadata.dc.language: por
País: Brasil
Editor: Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Piauí
Sigla: IFPI
Unidade: Campus Teresina Central
metadata.dc.publisher.program: PPGEM
Citação: Silva, Joanne Bruna da. Caracterização microestrutural e mecânica do aço inoxidável ferrítico AISI 409 submetido à oxidação cíclica e isotérmica. Orientadora: Maria de Fátima Salgado. 2023. 55 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) - Instituto Federal do Piauí, Campus Teresina Central, Teresina, 2023.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://bia.ifpi.edu.br/jspui/handle/123456789/3674
Data do documento: 2023
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