Avaliação de alterações microestruturais em um aço AISI 316 que operou em elevada temperatura

Abstract

Este trabalho buscou caracterizar e avaliar o efeito fragilizante da fase-σ e demais fases formadas, em tubulações de aço inoxidável austenítico AISI 316, que estiveram em operação durante 80.000 horas a 660°C. Estas tubulações faziam parte do sistema aquecimento/reação (área quente) de urna unidade de processamento petroquímico de hidrodealquilação de tolueno. Medidas de propriedades de tenacidade destes materiais revelaram urna significativa queda da energia absorvida pelo ensaio de impacto Charpy-V. Os experimentos realizados incluem avaliação metalográfica, ensaios potenciodinâmicos, extração eletrolítica de precipitados, caracterização de fases por difração de raios X, bem como medidas de algumas propriedades mecânicas. Os resultados indicaram a ocorrência do envelhecimento metalúrgico, com a formação de carbonetos do tipo M23C6, fase-σ e fase-η que explicam a baixa tenacidade.

This work aims to characterize and to evaluate the embrittlement effect of the σ-phase and other formed phases in AISI 316 austenitic stainless steel tubes which were exposed to temperature around 660°C during 80,000 hours. These tubes were used in a heating I reaction system (hot area) of a petrochemical process unit. Measurements of toughness properties of this materials showed low values in the Charpy-V impact test. The performed experiments included metallographic evaluation, potentiodynamic tests, eletrolytic extraction, phase characterization by X-ray diffraction and measurements of some mechanical properties. The results indicated a aging process with the formation of M23C6 type carbide, σ-phase and η-phase which justify the low toughness of these materials.