Effect of aging at low temperature on the properties of lean duplex stainless steel

In this work, the mechanical and corrosion properties of two lean duplex steels (LDSS) 2101 and 2404 aged at 475 °C for up to 2000 h were assessed, and the obtained results were compared with the standard duplex stainless steel (DSS) 2205. The microstructural changes were analyzed by means of optical microscopy (OM), X ray diffraction (XRD), measured by ferritescope and transmission electron microscopy (TEM). The mechanical properties were assessed based on Vickers microhardness measurements and Charpy impact tests. The corrosion resistance was assessed by double loop electrochemical potentiokinetic reactivation (DL-EPR), anodic polarization in 3.5% NaCl solution and immersion tests in ferric chloride solution. The analysis by optical microscope and X ray diffraction of the samples solution treated and aged for 2000 h of the studied materials do not reveal microstructural change as a function of thermal aging. However, the measurements by ferritescope show a decrease in magnetic permeability of the ferrite with the extension of aging time for 2000 h. TEM analysis of the samples aged for 2000 h show that the formation of α’ phase occurs in all materials. However, precipitation of G phase is much greater in the AID 2205. Hardness measurements show that the hardening effect caused by the formation of α’ phase is higher in DSS 2205. On the other hand, impact tests show that the LDSS 2404 has the smaller impact toughness property of the studied alloys as a function of thermal aging. DL-EPR results show that the LDSS 2101 has the greater degree of Cr depletion with aging for 2000 h. Anodic polarization measurements of the materials studied show that the thermal aging for 2000 h promotes a decrease in Epit, causing an increase in the density and size of pits. Immersion tests in ferric chloride solution showed a higher corrosion rate for the DSS 2205 as a function of aging time for 2000 hCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Neste trabalho, as propriedades mecânicas e de corrosão de dois aços lean duplex (AILD) 2101 e 2404 envelhecidos a 475 °C por até 2000 h foram avaliadas, e os resultados obtidos foram comparados com o aço inoxidável duplex (AID) padrão 2205. As mudanças microestruturais foram analisadas por meio de microscopia ótica (MO), difração de raios X (DRX), medidas por ferritoscópio e microscopia eletrônica de transmissão (MET). As propriedades mecânicas foram avaliadas com base em medidas de microdureza Vickers e ensaios de impacto Charpy. A resistência à corrosão foi avaliada por testes de reativação eletroquímica potenciocinética de ciclo duplo (DL-EPR), polarização anódica em solução de NaCl 3,5% e ensaios de imersão em solução de cloreto férrico. As análises em microscópio ótico e difração de raios X das amostras solubilizadas e envelhecidas por 2000 h dos materiais estudados não revelaram nenhuma alteração microestrutural em função do envelhecimento térmico. No entanto, as medidas por ferritoscópio mostraram uma diminuição na permeabilidade magnética da ferrita com o prolongamento do tempo de envelhecimento por 2000 h. As análises de MET das amostras envelhecidas por 2000 h mostraram que a formação da fase α’ ocorre em todos os materiais. No entanto, a precipitação da fase G é muito maior no AID 2205. As medidas de dureza indicaram que o efeito endurecedor provocado pela formação da fase α’ é maior no AID 2205. Os ensaios de impacto revelaram que o AILD 2404 possui a menor propriedade de tenacidade ao impacto das ligas estudadas em função do envelhecimento térmico. Os resultados de DL-EPR mostraram que o AILD 2101 apresenta o maior grau de empobrecimento em Cr com o envelhecimento por 2000 h. As medidas de polarização anódica dos materiais estudados revelaram que o envelhecimento térmico por 2000 h promove uma diminuição nos Epite, causando um aumento na densidade e no tamanho dos pites. Os ensaios de imersão em solução de cloreto férrico mostraram uma maior taxa de corrosão para o AID 2205 em função do tempo de envelhecimento por 2000 h