Quantitative analysis of the ferritic phase of duplex stainless steel UNS S31803 in the welded condition

The main properties for a metallic alloy to be selected for application in the petrochemical industry are mechanical strength and corrosion resistance due to elevated and complex loads to which parts are submitted and the aggressive environment to which it will be exposed. The duplex stainless steel (DSS) is becoming popular in the petroleum industry because it fulfills the assigned requirements. Its superior properties are attributed to its microstructure that combines 50% ferrite and 50% austenite. In the present work, the influence of several welding parameters on the phase composition of a UNS 31803 DSS was studied. The ferrite volume fraction for each condition was evaluated by optical microscopy, x-ray diffraction, electron backscatter diffraction and magnetic measurements. Furthermore, microhardness measurements and double loop electrochemical potenciokinetic reactivation (DL-EPR) technique were employed to investigate mechanical strength and intergranular corrosion resistancen, respectively. Precipitated phases were identified by x-ray diffraction and scanning electron microscopy. The results obtained indicate that the heat input during welding had an important effect on the microstructure of the weld, but this effect was less pronounced for the heat affected zone (HAZ) and base metal. The variation of sample width had a more effective contribution for the ferrite volume fraction than the variation post-weld cooling velocity. Microhardness values and DL-EPR measurements were not affected by welding parameters. Phase precipitation for all conditions occurred in very few amounts.Em geral, os requisitos essenciais exigidos para uma liga metálica utilizada em atividades ligadas à industria petroquímica são resistência mecânica, tendo em vista os diversos esforços aos quais os materiais serão submetidos, e resistência à corrosão, devido a severidade ambiental ao qual os materiais serão expostos. O aço inoxidável duplex (AID) vem conquistando cada vez mais espaço no setor petroquímico justamente por possuir tais requisitos citados acima. Atribuem-se suas altas resistências à corrosão e mecânica à sua microestrutura balanceada em aproximadamente 50% de ferrita e 50% de austenita. O presente trabalho estudou a influência de diversas condições de soldagem sobre o balanço de fases de um aço inoxidável duplex UNS S31803. Para tanto quatro técnicas de quantificações foram utilizadas para medir a fração volumétrica de ferrita para as diversas condições empregadas. Além disso, uma propriedade mecânica (dureza) e uma propriedade de resistência à corrosão (corrosão intergranular) foram avaliadas em função da energia de soldagem empregada. Por fim, um estudo qualitativo acerca da precipitação de compostos intermetálicos oriundos da soldagem foi realizado. Os resultados mostraram que o efeito da energia de soldagem sobre a fração volumétrica de ferrita foi bem marcante no metal de solda, porém para a zona afetada pelo calor (ZAC) e o metal de base este efeito não foi tão pronunciado. Ainda em relação à fração volumétrica de ferrita, foi constatado que esta é mais afetado pela largura do corpo de prova que pelo meio de resfriamento pós-soldagem. Em geral, tanto a dureza como a resistência à corrosão intergranular não sofreram influência quando as diversas condições de soldagem foram comparadas. Por fim, apesar de ter ocorrido a precipitação de compostos intermetálicos, contatou-se que esta foi de pequena intensidade