Metalurgia da Soldagem - ZTA II

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3) Formação da Zona Termicamente Afetada
3) Formação da Zona Termicamente Afetada
3.1) Materiais encruados
- Materiais deformados plasticamente à
temperatura ambiente absorvem parte da
energia empregada para realizar a deformação;
- Esta energia posteriormente leva à
recristalização quando o material é aquecido.
3) Formação da Zona Termicamente Afetada
3.1) Materiais encruados
3) Formação da Zona Termicamente Afetada
3.1) Materiais encruados
3) Formação da Zona Termicamente Afetada
3.1) Materiais encruados
3) Formação da Zona Termicamente Afetada
3.1) Materiais encruados
- Exemplos na soldagem: 1) aço inoxidável 304:
3) Formação da Zona Termicamente Afetada
3.1) Materiais encruados
- Exemplos na soldagem: 2) molibdênio:
3) Formação da Zona Termicamente Afetada
3.1) Materiais encruados
- Exemplos na soldagem: 3) Soldagem a laser, liga de Mg AZ31B (aqui está ilustrada a ZF):
3) Formação da Zona Termicamente Afetada
3.1) Materiais encruados
- Efeito no comportamento mecânico:
3) Formação da Zona Termicamente Afetada
3.1) Materiais encruados
- Efeito no comportamento mecânico:
3) Formação da Zona Termicamente Afetada
3.1) Materiais encruados
Perguntas:
1) Uma chapa de aço inox 301 que havia sido laminada a frio e apresentava
dureza de 480 HV foi soldada e observou-se uma queda de dureza na ZTA
para valores de cerca de 240HV. Explique a perda de dureza da ZTA. Após a
soldagem, o reforço da solda foi removido por usinagem e a junta soldada
foi laminada a frio novamente. Qual o objetivo do processo de laminação
a frio realizado no final?
2) Sabe-se que a estrutura CCC é menos compacta que a estrutura CFC e por
isso apresenta maiores coeficientes de difusão. Com base nisso, você
acredita que aços inoxidáveis ferríticos são mais ou menos suscetíveis a
apresentarem crescimento de grão na ZTA do que aços inoxidáveis
austeníticos?
3) Formação da Zona Termicamente Afetada
3.2) Aços-carbono:
3) Formação da Zona Termicamente Afetada
3.2) Aços-carbono:
- Aços baixo- carbono:
3) Formação da Zona Termicamente Afetada
3.2) Aços-carbono:
- Aços baixo- carbono:
3) Formação da Zona Termicamente Afetada
3.2) Aços-carbono:
- Aços baixo- carbono:
3) Formação da Zona Termicamente Afetada
3.2) Aços-carbono:
- Aços médio-carbono:
3) Formação da Zona Termicamente Afetada
3.2) Aços-carbono:
- Aços médio-carbono:
3) Formação da Zona Termicamente Afetada
3.3) Aços inoxidáveis:
a) Aços inoxidáveis ferríticos: são aqueles em que a fase CCC é estável no
estado sólido. Podem ser essencialmente considerados como ligas Fe-Cr, com
teor de Cr variando entre cerca de 12 e 27%
3) Formação da Zona Termicamente Afetada
3.3) Aços inoxidáveis:
b) Aços inoxidáveis martensíticos: podem ser consideradas ligas Fe-Cr que
contem teor de Cr inferior a 12%, de modo que sofrem transformações de
estado sólido no resfriamento: δ → γ→ α’.
3) Formação da Zona Termicamente Afetada
3.3) Aços inoxidáveis:
c) Aços inoxidáveis austeníticos: são ligas Fe-Cr-Ni, contendo concentrações
suficientes de Ni para estabilização da estrutura CFC do ferro à temperatura
ambiente.
3) Formação da Zona Termicamente Afetada
3.3) Aços inoxidáveis:
3) Formação da Zona Termicamente Afetada
3.3) Aços inoxidáveis:
3) Formação da Zona Termicamente Afetada
3.3) Aços inoxidáveis:
Soldabilidade de aços inoxidáveis austeníticos:
1) Sensitização: em aços com teor de C
superior a cerca de 0,05% pode haver
precipitação de Cr23C6 nos contornos
de grão, reduzindo o teor de Cr
disponível em solução nas regiões
adjacentes. Com a redução do nível de
Cr em solução, as regiões próximas ao
contorno de grão tornam-se incapazes
de formar a camada de proteção de
Cr2O3 – responsável pela proteção
contra corrosão do aço. Nesta situação,
o aço torna-se suscetível à corrosão
intergranular, mostrada ao lado.
3) Formação da Zona Termicamente Afetada
3.3) Aços inoxidáveis:
Soldabilidade de aços inoxidáveis austeníticos:
Redução do teor de Cr na região de contorno de grão em um aço 316L em que houve 
a formação de carbonetos de cromo.
3) Formação da Zona Termicamente Afetada
3.3) Aços inoxidáveis:
Soldabilidade de aços inoxidáveis austeníticos:
Curvas de precipitação isotérmica de Cr23C6 em um aço inoxidável 304.
3) Formação da Zona Termicamente Afetada
3.3) Aços inoxidáveis:
Soldabilidade de aços inoxidáveis austeníticos:
3) Formação da Zona Termicamente Afetada
3.3) Aços inoxidáveis:
Soldabilidade de aços inoxidáveis austeníticos:
3) Formação da Zona Termicamente Afetada
3.3) Aços inoxidáveis:
Soldabilidade de aços inoxidáveis austeníticos:
A sensitização é agravada pelo
aumento da energia de
soldagem (que alarga a faixa
em que ocorre formação de
Cr23C6) e pelo aumento da
concentração de carbono do
aço, que reduz o tempo
necessário para a formação de
Cr23C6.
As soluções envolvem tratamento de solubilização entre 1000 e 1100°C,
seguida de resfriamento rápido, emprego de aços com teor de carbono
reduzido (304L ou 316L ao invés de 304 e 316) ou utilização de aços com
elementos formadores de carbonetos, como Ti ou Nb (“estabilização do
aço”).
3) Formação da Zona Termicamente Afetada
3.3) Aços inoxidáveis:
Soldabilidade de aços inoxidáveis austeníticos:
2) Corrosão “gume de faca”: os aços
estabilizados com Nb ou Ti (como os
aços 321 e 347) são suscetíveis a outro
tipo de ataque por corrosão, que
ocorre logo à após a linha de fusão.
Nas regiões próximas à linha de fusão,
as temperaturas são elevadas o
bastante para dissolver os carbonetos
formados para evitar a precipitação de
Cr23C6. Como nessas regiões a taxa de
resfriamento é intensa, não ocorre
formação de NbC ou TiC no
resfriamento fazendo com que haja C
em solução após a soldagem.
3) Formação da Zona Termicamente Afetada
3.3) Aços inoxidáveis:
Soldabilidade de aços inoxidáveis austeníticos:
3) Formação da Zona Termicamente Afetada
3.3) Aços inoxidáveis:
Soldabilidade de aços inoxidáveis austeníticos:
Nas regiões próximas à linha de fusão, as temperaturas são elevadas o bastante
para dissolver os carbonetos formados para evitar a precipitação de Cr23C6.
Como nessas regiões a taxa de resfriamento é intensa, não ocorre formação de
NbC ou TiC no resfriamento fazendo com que haja C em solução após a
soldagem.
Se a junta for reaquecida (por exemplo, para alívio de tensões ou no caso de
soldagem em múltiplos passes) no campo de formação de Cr23C6, pode haver
novamente empobrecimento de Cr e ataque localizado.
3) Formação da Zona Termicamente Afetada
3.3) Aços inoxidáveis:
Soldabilidade de aços inoxidáveis austeníticos:
Soluções: Tratamento de solublização (1000 a 1100°C) após a soldagem,
utilização de ligas com baixo teor de carbono e otimização da sequencia de
soldagem.