BRPI0519789B1 - um aço austenítico e um produto de aço - Google Patents

Abstract

um aço austenítico e um produto de aço. aços mcx austeníticos de alta liga, que são extra-resistentes à corrosão por pites e por frestas em soluções fortemente concentradas contendo cloreto, possuem uma tendência para a macro-segregação de mo, na solidificação do fundido. este problema é resolvido por um aço inox de super austenita possuindo a seguinte composição, em % por peso: máx 0,03 de c, máx 0,5 de si, máx 6 de mn, 28-30 de cr, 21-24 de ni, 4-6% de (no + w/2), o conteúdo de w sendo máx 0,7, 0,5-1,1 de n, máx 1,0 de cu, ferro como balanço e impurezas originadas da produção do ferro dentro das quantidades normais.

Description

UM AÇO AUSTENÍTICO E UM PRODUTO DE AÇO Campo técnico A presente invenção se refere a um aço inox austenitico com . boa resistência, boa resistência ao impacto, boa soldabilidade e boa resistência à corrosão, em particular a uma boa resistência contra corrosão por pites e por frestas. A invenção também se refere a um produto manufaturado produzido a partir do aço inox austenitico.

Estado da arte Quando o aço austenitico inox Avesta 254 SMO®, contendo um pouco mais do que 6% de molibdênio (Mo) , (US-A-4078920) foi introduzido no mercado, há mais de 20 anos atrás, um progresso técnico significativo foi alcançado, visto que as propriedades de corrosão e resistência eram consideravelmente muito melhores do que as dos aços de alta liga existentes até então.

No presente texto, os termos "conteúdo" e "percentagem" sempre se referem ao conteúdo em "% em peso", e no caso em que apenas um valor numérico é fornecido, ele se refere ao conteúdo em % em peso. A sensitividade ao pites é um calcanhar de Aquiles para os aços inox. É bem sabido que os elementos cromo (Cr), Mo, e nitrogênio (N) previnem os pites, e existe um grande número de aços que são bem protegidos contra este tipo de corrosão. Tais aços também apresentam melhora em termos de resistência à corrosão por frestas, que é similarmente afetada pelos mesmos elementos. Os aços austeniticos fazem parte desta classe. Os aços superausteníticos são normalmente definidos como aços que possuem uma resistência ao pite equivalente a PRE>40. PRE é normalmente definido como %Cr + 3,3%Mo + 30%N. Um grande número de aços superausteniticos tem sido descrito durante os últimos 30 anos, mas apenas um número limitado apresenta importância comercial. Destes aços podem ser mencionados os acima citados 254 SMO (EN 1,4547, UNS S31254), 19-25hMo (EN 1,4529, UNS N089260) e AL-βΧΝ (UNS N08367) (US-A-4 545 826, McCunn et al.) . Estes aços superausteniticos são do tipo aço-6Mo, possuindo cerca de 20% de Cr, 6% de Mo e 0,20% de N, o que resulta em um PRE > 46, e têm sido utilizados com grande sucesso desde os anos 80. O grande efeito do N sobre o pite torna interessante a sua adição em conteúdos maiores do que aproximadamente O, 2%. Tradicionalmente, altos conteúdos de manganês têm sido utilizados de modo a dissolver altos conteúdos de N no aço. Um exemplo de tal aço é o 4565 (EN 1, 4565, UNS S34564), possuindo 24% de Cr, 6% de Mn, 4,5% de Mo e 0,4% de N e um nivel-PRE similar ao dos aços-6Mo, conforme mencionado acima (DE-C1-37 29 577, Thyssen Edelstahlwerke).

Um maior conteúdo de Mo é de fato valioso quando se deseja um aumento na resistência ao pite. Isto tem sido feito no aço Avesta 654 SMO®, (EN UNS S 32654) possuindo 24% de Cr, 3,5% de Mn, 7,3% de Mo, 0,5% de N (US-A-5 141 705). Este aço possui um nivel-PRE maior do que 60, e, em muitos aspectos, é igualmente tão resistente à corrosão quanto as melhores ligas de níquel. Pelos altos conteúdos de Cr e-Mo, uma quantidade de N da ordem de 0,5% podería ser dissolvida em um conteúdo razoavelmente moderado de Μη. O alto conteúdo de N fornece ao aço uma boa resistência, aliada a uma boa ductilidade. Uma variação muito similar do 654 SMO, no qual uma certa quantidade do Mo' é trocada por W, é o aço B66 (EN 1,4659, UNS S 31266) (US-A-5 494 636, Dupoiron et al.).

Um problema dos aços plenamente austeniticos com altos conteúdos de Mo é a severa tendência à segregação do Mo. Isto resulta em áreas segregadas nos lingotes ou em um lingotamento continuo, que ainda permanece pela maior parte dos produtos finais e resulta na precipitação de fases intermetálicas, tais como uma fase sigma. Este fenômeno é particularmente proeminente ma maioria dos aços de alta liga, e vários procedimentos existem com o objetivo de neutralizar ou reduzir esses efeitos em estágios posteriores.

No lingotamento continuo de aços com uma tendência à segregação, há um risco de macro-segregações que resultam em vários problemas no produto final. Macro-segregações formam-se pelos elementos de liga que são distribuídos entre a fase sólida e o fundido residual, durante o lingotamento, tais diferenças na composição ocorrem entre diferentes áreas do blank solidificado, dependendo do resfriamento, dos fluxos e dos métodos de solidificação. As chamadas segregações A e V são clássicas para lingotes, assim como centros de segregações no lingotamento contínuo. É bem estabelecido que o Mo é um elemento que possui uma tendência particularmente alta para segregação e, portanto, aços de maiores conteúdos de Mo exibem normalmente diversas macro-segregações- severas. Tais macro-segregações são difíceis de eliminar em etapas de produção subseqüentes, e resultam mais freqüentemente na precipitação de fases intermetálicas. Tais fases podem causar a laminação em rolos, e também prejudicar as propriedades do produto tais como a resistência à corrosão e a tenacidade. Portanto, aços superausteniticos com um conteúdo muito alto de Mo normalmente iniciam centros de segregação no lingotamento continuo dos blanks, o que limita severamente a possibilidade de produção de chapas homogêneas com propriedades ótimas. Os problemas são particularmente pronunciados em chapas com espessuras maiores e chapas com uma espessura maior do que 15 mm dificilmente são produzidas sem que haja deterioração de suas propriedades. Portanto, existe uma necessidade por um aço inox austenítico de alta liga que não possua uma tendência às macro-segregações e que possa ser utilizado na manufatura de produtos de espessura maior.

Breve relatório da invenção 0 propósito da presente invenção é, conforme mencionado, obter um novo aço inox austenítico de alta liga, especialmente em termos de Cr, Mo e N. O então denominado aço superaustenítico é caracterizado por uma resistência à corrosão e por uma força muito boas. O aço é adaptado, em várias formas processadas, tais como chapas, barras e tubulações, para a utilização em ambientes agressivos da indústria química, plantas de energia e várias aplicações na água do mar. O propósito da invenção é obter especialmente um material que possa ser utilizado vantajosamente nas seguintes áreas de aplicação: - na indústria off-shore (água do mar, óleo e gás ácidos) - em trocadores de calor e condensadores (água do mar) - nas plantas de dessalinização (água salgada) - em equipamentos para limpeza de gás de combustão (ácidos clorídricos) em equipamentos para condensação de gases de combustão (ácidos fortes) em utilizações com ácido sulfúrico e fosfórico (ácidos fortes) - em tubulações e equipamentos para geração de óleo e gás (óleo e gás ácidos) em equipamentos e tubulações de plantas de branqueamento de celulose e em utilizações com clorato (cloreto, ácidos e soluções oxidantes, respectivamente) - em navios-tanque e caminhões-tanque (todos os tipos de produtos químicos) Este propósito é alcançado por um aço inox austenítico possuindo a seguinte composição, em % em peso: máx 0,03 de C máx 0,5 de Si máx 6 de Mn 28-30 de Cr 21-24 de Ni 4-6% de (Mo + W/2), o conteúdo de W sendo no máx 0,7 0,5-1,1 de N máx 1,0 de Gu ferro como balanço e impurezas originadas da produção do aço dentro das quantidades normais.

Tem sido mostrado que limitando o conteúdo de Mo, e adicionando à liga mais Cr, obtém-se um aço superaustenitico possuindo uma resistência muito boa ao pite e com uma * tendência significativamente menor para segregações estruturais.

Além dos elementos de liga citados, o aço também pode conter pequenas quantidades de outros elementos, atentando para que estes não afetem negativamente as propriedades desejadas do aço, as quais são mencionadas acima. O aço pode, por exemplo, conter boro em um conteúdo de até 0,005% de B, com o propósito de atingir um aumento adicional da ductilidade do aço em um trabalho a quente. Quando o aço contém cério, normalmente também contém outros metais de terra rara, já que tais elementos, incluindo cério, são adicionados normalmente na forma de um metal-misto (mish-metal) em um conteúdo de até 0,1%. Além disso, cálcio e magnésio também podem ser adicionados ao aço em conteúdos de até 0,01%, e alumínio pode ser adicionado ao mesmo em conteúdos de até 0,05% dos respectivos elementos, para finalidades diferentes.

Considerando os vários materiais obtidos de ligas, os seguintes propósitos adicionais também se aplicam: Neste aço, o carbono deve ser visto principalmente como um elemento indesejado, visto que o mesmo diminuirá severamente a solubilidade de N no fundido. O carbono também aumenta a tendência à precipitação de carbetos de cromo prejudiciais, e por estas razões não deveria estar presente em quantidades acima de 0,03%, e preferencialmente deveria estar na faixa de 0,015-0,025%, apropriadamente 0,020%.

Silicio aumenta a tendência à precipitação de fases intermediárias, e diminui severamente a solubilidade de N no aço fundido. Portanto, o silicio deveria estar em um conteúdo de no máximo 0,5%, preferencialmente de no máximo 0,3%, apropriadamente de no máximo 0,25%.

Como já se sabe, o manganês é adicionado ao aço de modo a influenciar a solubilidade do N no mesmo. Portanto, o manganês é adicionado ao aço em um conteúdo de até 6%, preferencialmente de pelo menos 4,0% e apropriadamente 4,5-5,5%, mais preferido de cerca de 5,0%, com o propósito de aumentar a solubilidade do N na fase fundida. Contudo, altos conteúdos de manganês resultarão e problemas na descarbonetação visto que elementos, exatamente como Cr, diminuirão a atividade do carbono, segundo o qual a descarbonetação se torna menor. Além disso, o manganês possui uma alta pressão de vapor e uma alta afinidade por oxigênio, o que significa que se o conteúdo de manganês é alto, uma quantidade considerável de manganês será perdida na descarbonetação. Sabe-se também que o manganês pode formar sulfetos que diminuirão a resistência contra a corrosão por pites e por frestas. Pesquisas relacionadas com o desenvolvimento do aço inventivo também têm mostrado que o manganês dissolvido no austenitico diminuirá a resistência à corrosão também quando sulfetos de manganês não estão presentes. Por estas razões, o conteúdo de manganês está limitado a no máximo 6%, preferencialmente no máximo 5,5%, apropriadamente cerca de 5,0%.

Cr é um elemento particularmente importante neste, como em todos, os aços inox. Cr geralmente aumentará a resistência à corrosão. Ele também aumenta a solubilidade do N em fases fundidas mais fortemente do que outros elementos do aço, Portanto, Cr deveria estar presente no aço em um conteúdo de pelo menos 28,0%.

Contudo, Cr, especialmente em combinação com Mo e silicio, aumentará a tendência à precipitação de fases intermetálicas e, em combinação com N, também aumenta a tendência à precipitação de nitretos. Isto influenciará, por exemplo, a soldagem e o tratamento térmico. Por esta razão, o conteúdo de Cr está limitado a 30%, preferencialmente no máximo 29,0%, apropriadamente 28,5%. Níquel é um austenítico tradicional e é adicionado com o objetivo de, em combinação com outros austeníticos tradcionais, conferir ao aço sua micro-estrutura austenítica. Um aumento no conteúdo de níquel também neutralizará a precipitação de fases intermetálicas. Por estas razões, níquel deveria estar presente no aço em um conteúdo de pelo menos 21%, preferencialmente de pelo menos 22,0%.

Contudo, o níquel diminuirá a solubilidade do N no aço, na fase fundida, e também aumentará a tendência à precipitação de carbetos na fase sólida. Ademais, o níquel é um elemento de liga caro. Portanto, o seu conteúdo é limitado a no máximo 24%, preferencialmente no máximo 23%, apropriadamente no máximo 22,6% de Ni.

Mo é um dos elementos mais importantes neste aço, pois aumenta fortemente a resistência à corrosão, especialmente contra a corrosão por pites e por frestas, ao mesmo tempo em que aumenta a solubilidade de N na fase fundida. A tendência à precipitação de nitreto também diminui com o aumento no conteúdo de Mo. Portanto, o aço deveria conter mais do que 4% de Mo, preferencialmente pelo menos 5% de Mo. Contudo, já é bem estabelecido que o Mo é um elemento com uma tendência particularmente elevada para segregação. As segregações são difíceis de eliminar em etapas subseqüentes de produção. Além disso, Mo aumentará a tendência à precipitação de fases intermetálicas, por exemplo, na soldagem e no tratamento térmico. Por estas razões, o conteúdo de Mo não deve exceder 6%, e preferencialmente é de cerca de 5,5%.

Se o tungstênio é incluído no aço inox, ele interagirá com Mo, de modo que os conteúdos de Mo citados acima serão conteúdos totais de Mo + W/2, isto é, os conteúdos reais de Mo deverão ser reduzidos. O conteúdo máximo de tungstênio é 0,7% de W, preferencialmente no máximo 0,5%, apropriadamente no máximo 0,3%, e ainda mais preferido no máximo 0,1% de W. N também é um elemento de liga importante do presente aço. N aumentará muito fortemente a resistência contra a corrosão por pites e por frestas, e aumentará radicalmente a resistência, ao mesmo tempo em que tanto uma boa resistência ao impacto quanto a capacidade para o trabalho é mantida. N também é um elemento de liga barato, visto que ele pode ser ligado ao aço através de uma mistura de ar e do gás N, na descarbonetação em um conversor. N também é um elemento de liga fortemente estabilizante do austenítico, que também proporciona diversas vantagens. Alguns elementos de liga segregarão fortemente em associação com a soldagem. Isto é particularmente verdadeiro para o Mo, que existe em altos conteúdos no aço, de acordo com a invenção. Nas áreas interdentriticas, os conteúdos de Mo serão mais f reqüentemente tã.o altos que o risco de precipitação das fases intermetálicas se torna alta. Durante a pesquisa para o aço de acordo com a invenção tem sido mostrado, surpreendentemente, que a estabilidade do austenitico é tão boa que as áreas interdentriticas, apesar dos altos conteúdos de Mo, reterá suas microestruturas austeniticas. A boa estabilidade da austenita é uma vantagem, por exemplo, na relação com soldagem sem aditivos, visto que resulta em um depósito de solda possuindo conteúdos extremamente baixos de fases secundárias e, portanto, uma maior ductilidade e resistência à corrosão.

As fases intermetálicas mais comuns neste tipo de aço são a fase Laves, a fase sigma e a fase chi. Todas estas fases possuem uma solubilidade muito baixa ou nenhuma solubilidade em N. Por esta razão, o N pode retardar a precipitação da fase Laves, da fase sigma e da fase chi. Conseqüentemente, um maior conteúdo de N aumentará a estabilidade contra a precipitação de fases intermetálicas. Por estas razões, o N deveria estar presente no aço a um conteúdo de pelo menos 0,5%, preferencialmente de pelo menos 0,6% de N.

Contudo, conteúdos muito altos de N aumentarão a tendência de precipitação de nitretos. Altos conteúdos de N também prejudicarão a capacidade de trabalho a quente. Assim, o conteúdo de N do aço não deveria exceder 1,1%, preferencialmente no máximo 0,9%, e ainda mais preferido no máximo 0,8% de N. Uma quantidade preferida de N está no intervalo de 0,6-0,8% de N.

Sabe-se que em certos aços inox austeníticos, o cobre pode melhorar a resistência à corrosão contra certos ácidos, ao passo . que a resistência contra a corrosão por pites e por frestas pode ser prejudicada em conteúdos muito altos de cobre. Portanto, o cobre pode existir em conteúdos significativos no aço de até 1,0%. Pesquisas extensivas têm mostrado que existe uma faixa de conteúdo ótimo para o cobre, com relação às propriedades de corrosão em vários meios. Por esta razão, cobre deveria ser adicionado a um conteúdo de pelo menos 0,5%, mas apropriadamente dentro da faixa de 0,7-0,8% de Cu. Cério pode ser opcionalmente adicionado ao aço, por exemplo, na forma de um metal-misto, de modo a melhorar a capacidade de trabalho a quente do aço, como já é de conhecimento geral. Quando um metal-misto é adicionado, o aço também conterá, além do cério, outros metais de terra rara, tais como Al, Ca e Mg. No aço, o cério formará oxisulfetos de cério que não prejudicam a resistência à corrosão, como ocorre com outros sulfetos, tal como o sulfeto de manganês. Por estas razões, cério e lantânio podem ser incluídos no aço em quantidades significativas de até no máximo 0,1%.

Preferencialmente, os elementos de alta liga do aço inox são balanceados uns em relação aos outros para que o aço contenha Cr, Mo e N em uma quantidade tal que seja alcançado um valor PRE de pelo menos 60, onde PRE = Cr + 3,3 Mo + 1,65 W + 30 N. Apropriadamente, o valor PRE é de pelo menos 64, mais preferido de pelo menos 66.

Em uma realização particularmente preferida, o aço inox austenítico possui uma composição contendo, em %peso: máx 0,02 de C 0,3 de Si 5 de Mn 28.3 de Cr 22.3 de Ni 5,5 de Mo 0,75 de Cu 0,65 de N ferro como balanço e impurezas originadas da produção do aço dentro das quantidades normais, e após o tratamento térmico a uma temperatura de 1150-1220°C, o aço possui uma microestrutura homogênea consistindo principalmente de austenita e essencialmente livre de quantidades nocivas de fases secundárias. Aços inox austeniticos com uma composição conforme acima, são bem adequados para serem lingotados continuamente e produzirem materiais chatos ou alongados. Sem qualquer processo de refusão, eles podem ser laminados a quente até uma dimensão final de até 50 mm a uma taxa de redução de pelo menos 1:3 com um baixo nível de segregação. Após o tratamento térmico a uma temperatura de 1150-1220°C, os mesmos possuem uma micro-estrutura formada principalmente por austenita e essencialmente livre de quantidades nocivas de fases secundárias. De fato, o aço também é adequado· para outros métodos de manufatura, tais como o lingotamento convencional e a manipulação metalúrgica do pó.

Breve descrição dos desenhos em anexo Figura 1 mostra macro-fotografias da secção transversal de vários lingotes.

Figura 2 mostra micro-fotografias de várias ligas fundidas. Figura 3 mostra micro-fotografias de algumas ligas fundidas representativas, após o completo anelamento a 1180°C por 30 minutos, e resfriamento rápido em água.

Experimentos realizados Lingotes de laboratório de 2,2kg, respectivamente, foram produzidos de altas ligas de Cr, assim como aços comerciais de 654 SMO® e B66. Um forno de indução de alta freqüência, com N ou Ar como gás de proteção, foi utilizado na fusão. Os dados detalhados de fusão são sumarizados na Tabela 1. Nos experimentos, as cargas V274, V275, V278 e V279 são denominadas 28Cr, e suas composições principais correspondem aos aços de acordo com o presente pedido de patente. As dimensões dos lingotes de laboratório foram: comprimento de cerca de 190 mm e diâmetro central de 40 mm. As amostras foram analisadas tanto na secção transversal, para análise metalográfica, quanto na longitudinal, para estudos de pites.

Tabela 1 Análises metalográficas As amostras, provenientes do lingoteamento assim como dos lingotes anelados, foram desgastadas transversalmente, polidas e submetidas a ataque químico (corrosão). Uma solução de Bjdrk (5g FeCl3-6H20 + 5g CuCl2 + lOOml HC1 + 150 ml H20 + 25 ml C2H5OH) foi utilizada para o ataque químico (corrosão) macro-estrutural, e a modificada V2A (100 ml H20 + 100 ml HC1 + 5 ml HN03 + 6g FeCl3*6H20) foi utilizada para o ataque químico (corrosão) micro-estrutural.

As composições químicas de todas as cargas testadas são mostradas na Tabela 2, na qual todos os dados numéricos em negrito se desviam das especificações padrões dos aços comerciais. Todas as amostras analisadas foram obtidas a partir das partes inferiores dos lingotes. Para as cargas V278 e V279 foram analisadas tanto a parte superior quanto a inferior, mostrando uma composição química homogênea dos lingotes. A liga 28Cr possui uma alta solubilidade de N, 0,72% em peso de N sendo obtida no aço. Parece possível aumentar o conteúdo de N mesmo posteriormente. Acredita-se que a razão para isto é que o aumento nos conteúdos de Cr e manganês possui um efeito verdadeiramente positivo na solubilidade de N.

Tabela 2 Composições químicas de vários lingotes (%peso). Os dados numéricos em negrito estão fora das especificações padrões ASTM A240.

PRE = Cr + 3,3 Mo + 1,65 W + 30 N

Macro-fotografias de lingotes analisados na secção-transversal são mostradas na Figura 1, em que a proporção do volume da zona equiaxial foi medida, obtendo-se os resultados mostrados na Tabela 3. Uma zona equiaxial é inteiramente desenvolvida nas cargas V274, V276, V278 e V279, enquanto as outras cargas possuem uma proporção muito baixa de zona equiaxial, causada principalmente pelas diferenças nas temperaturas de vazamento. Em geral, um aumento na temperatura de lingotamento resultará em um aumento na zona de cristal colunar. Lingotes de 28Cr (V278 e V279) foram produzidos com sucesso com uma linha central fracamente segregada, e realmente poucos poros (observados nas secções longitudinais dos lingotes) . A Tabela 3 também mostra a quantidade de fase intermetálica medidas que, de acordo com a análise de SEM-EDS (Tabela 4) é a fase sigma (σ) . A dureza de Vicker também é incluída na Tabela 3. As medidas de dureza foram realizadas sobre as amostras metalográficas, utilizando uma carga de lkg. Valores médios foram obtidos a partir das cinco medidas na área intermediária entre o centro e a superfície. A dureza é proporcional ao conteúdo de N no aço.

Tabela 3 Tabela 4 Composição da fase-σ em todas os lingotes (% em peso), obtida a partir da análise de EDS/SEM.

Estruturas de lingotamento são mostradas na Figura 2. A quantidade de fase σ em cada lingote produzido foi medida da superfície ao centro de uma secção transversal de acordo com as medidas de índice remissivo (instruções de controle KF-10,3850/KFS 315, método Avesta) (vide Tabela 3). Cargas V272 e V276 (654 SMO) tiveram os maiores conteúdos de σ, devido inteiramente ao conteúdo muito baixo de N. Para a liga 28Cr, o conteúdo da fase σ diminuiu consideravelmente, graças ao alto Gonteúdo de N do aço. Contudo, quando o conteúdo de N está acima de 0,53%, em peso, uma precipitação em forma de agulha se forma nos contornos dos grãos. As precipitações são tão delgadas que não foi possível determinar suas composições. Supõe-se que elas sejam constituídas por nitretos de Cr2N. Na Acta Polytechnica Scandinavia, Me No. 128, Espoo 1988, J. Tervo divulgou que nitretos de Cr2N precipitam sobre a amostra 654 SMO quando o conteúdo de N está acima de 0,55%, em peso, e os nitretos são formados primeiramente nos contornos dos grãos de aparência similar. A Figura 3 mostra a micro-estrutura obtida no anelamento, para algumas ligas representativas. Nas estruturas de cargas V272-V277, a fase σ é mantida. Devido ao efeito de segregação, a temperatura de anelamento utilizada (1180°C) pode ainda ser bem baixa para remover as fases intermetálicas. Uma micro-estrutura essencialmente livre de fases intermetálicas, por exemplo, de fase σ, não deveria possuir um valor de mais do que 0, 6 nas medidas de índice remissivo, conforme o procedimento de medição acima. Contudo, nos experimentos com 28Cr, a fase em forma de agulha desapareceu após o anelamento da solução. Uma estrutura inteiramente austenítica foi obtida para as maiores cargas de N (V278 e V279).

Refusão por soldagem por pontos com TIG

Como as temperaturas de vazamento variaram para os diversos lingotes, foi difícil comparar diretamente os níveis de segregação das ligas 28Cr (conforme a presente invenção), e 654SMO e B66, respectivamente. Portanto, a refusão foi realizada utilizando soldagem por pontos com TIG em cada amostra 28Cr, assim como nas chapas originais de 654SMO e B66, respectivamente. Foram utilizados parâmetros de soldagem idênticos (I = 100A, V = 11V, t = 5s, gás de proteção Ar a um fluxo de 10 1/min, e o mesmo comprimento de arco). O nível de segregação da liga 28Cr foi comparado ao das ligas 654SMO e B66, respectivamente. O coeficiente de distribuição K foi determinado como mostrado na Tabela 5. Si e Mo são os elementos de alta liga de maiores coeficientes, isto é, são os mais segregantes. O quociente é significativamente menor para W, mas ainda é maior do que o obtido para Cr. Conseqüentemente, é benéfico possuir altos conteúdos de Cr, que mostra a menor tendência para segregação, e manter os conteúdos de Mo e silício muito baixos. Neste caso o tungstênio ocupa um nível intermediário.

Tabela 5 Análises de EDS/WDS para determinação do coeficiente de distribuição KK = CiD/CD. CiD é o conteúdo de elemento no centro interdentrítico; CD é o conteúdo de elemento no centro dentritico» __ Testes de corrosão Amostras em duplicata foram retiradas da parte inferior, próxima à secção longitudinal das superfícies dos lingotes, e foram aneladas em solução a 1180°C por 40 minutos, seguidas por um resfriamento rápido em água. A temperatura de pite foi então medida sobre as superfícies das amostras que haviam sido desgastadas com uma lixa de papel (granas 320). A análise foi realizada de acordo com o padrão ASTM G510 em uma solução de NaBr 3 Μ. A densidade da corrente foi potencioestaticamente monitorada a +700 mV SCE, durante um varredura de temperatura de 0°C a 94°C. A temperatura crítica de pite (CPT) foi definida como a temperatura na qual a densidade da corrente excedeu 100 μΑ/cm2, isto é, o ponto no qual o primeiro pite local ocorreu. Os resultados obtidos com os testes de pite são mostrados na Tabela 6.

Tabela 6 Temperatura crítica de pite (CPT) para várias liqas Os resultados mostram que a resistência ao pite é maior para 28Cr (V278-9) e, em alguns casos, melhor do que a dos aços comerciais.

Conclusões Graças aos altos níveis de Cr e manganês, uma boa solubilidade de N é alcançada nas ligas 28Cr. Esta boa solubilidade de N, baseada no maior conteúdo de Cr, permite uma diminuição do conteúdo de Mo ao passo em que mantém o valor-PRE no mesmo nível do 654SMO. 0 aumento no conteúdo de N diminui significativamente a quantidade de fase sigma. Em particular na área de 0,67-0,72% em peso de N, a liga 28Cr exibe uma estrutura plenamente austenítica já no estágio de lingotamento, com muitos poucos nitretos em forma de agulha formados nos contornos dos grãos, e sendo completamente livre da fase sigma. Após o anelamento da solução a 1180°C por 40 minutos, os nitretos poderíam ser completamente removidos. A liga 28Cr com o conteúdo preferido de N possui uma boa resistência aos pites, similar a do 654SMO e B66. 0 aço inox austenítico de acordo com a invenção é, conseqüentemente, muito bem adaptado em várias formas processadas, tais como chapas, barras e tubulações, para uso em ambientes agressivos na indústria química, plantas de energia e várias aplicações na água do mar.

Claims (19)

1, Um aço inox austenitico, caracterizado por possuir uma composição de, em % em peso: máx 0,03 de C máx 0,5 de Si 4-6 de Mn 28-29 de Cr 22-23 de Ni 4-6% de {Mo + W/2) , o conteúdo de W sendo no máx 0,7 0,5-1,1 de N máx 1,0 de Cu ferro como balanço· e impurezas originadas da produção do aço dentro das quantidades normais.

2. Um aço de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por conter 0,015-0,025 de C.

3. Um aço de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por conter 0,020 de C.

4. Um aço de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por conter no máx 0,3, preferencialmente no máx 0,25 de Si.

5. Um aço de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por conter 4,5-5,5, preferencialmente cerca de 5,01 de Mn.

6. Um aço de acordo com a reivindicação· 1* caracterizado por conter 28,5 de Cr.

7. Um aço de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por conter 22,0-22,6 de Ni.

8. Um aço de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por conter 5-6, preferencialmente cerca de 5, 5 de Mo.

9. Um aço de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por conter no máx 0,5, preferencialmente no máx 0,3, e mais preferido no max 0,1 de W.

10. Um aço de acordo com a reivindicação lf caracterizado por conter pelo menos 0,6 de N.

11. Um aço de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por conter 0,6-0,8 de N,

12. Um aco de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por conter pelo menos 0,5, preferencialmente 0,7-0,8 de Cu.

13. Um aço de acordo com à reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que também pode conter opcionalmente um ou mais elementos que aumentam a dúctil idade a quente, tal como: máx 0,005 de B máx 0,1 de Ce + La máx Ο,05 de Al máx 0,01 de Ca máx 0,01 de Mg,

14, um. aço de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por conter Cr, Mo e N em quantidades tais que um valor PRE de pelo menos 60 possa ser obtido, onde PRB = Cr + 3,3 Mo + 1,65 w + 30 N.

15, Um aço de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato do valor PRE ser pelo menos 64, preferencialmente cerca de 66.

16, Um aço de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de conter; máx 0,03 de C 5-6 de (Mo + W/2}, onde a quantidade de w é no max 0,7, e 0,6-0,9 de N, e pelo fato de que após o tratamento térmico a uma temperatura de 1150-122Q°C, o aço possui uma microestrutura homogênea consistindo principalmente de austenita e estando essencíalmente livre de quantidades prejudiciais de fases secundárias.

17, Um produto de aço, caracterizado pelo fato de ser produzido a partir de um aço que possuí uma composição de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, onde a produção compreende o língotamento continuo do dito aço para produzir materiais chatos ou alongados.

18. Um produto de aço de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato do mesmo ser laminado a quente, sem qualquer refusão·, a uma dimensão· final de no mâx 50 mm a uma taxa de redução de pelo menos 1:3, e pelo fato do mesmo possuir uma micro-estrutura que apresenta um baixo nível de segregação.

19, Um produto de aço de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato do aço conter: mãx 0, 3 de Si 5-6 de ÍMq + M/21, onde o conteúdo de W é no máx 0,7, e 0,6-1,1 de N, e pelo fato de que o dito produto de aço, após o tratamento térmico a uma temperatura de 1150-122G°C, possui uma microestrutura consistindo principalmente de austenita que é essencialmente livre de quantidades prejudiciais de fases secundárias.