Hiperduplex stainless steel, SAF 2707 HD, was developed due to the need of new alloys with greater corrosion resistance than that available in duplex / superduplex stainless steels. In addition to improved corrosion resistance, SAF 2707 HD also offers superior mechanical properties. Hiperduplex is a state-of-the-art steel that contains high levels of alloying elements, especially chromium, molybdenum and nitrogen. This type of steel is characterized by having a biphasic structure, comprising substantially equal proportions of ferrite and austenite due to the controlled distribution of the alfagenics and gamagenics elements. The interest in this type of steel increases gradually with the need of new materials for a variety of applications in the oil industry. However, when exposed to elevated temperatures and maintained between 600 °C and 1000 °C, some intermetallic phases can appear, principally consisting of the sigma phase (). The Sigma phase has a complex tetragonal structure rich of Cr and Mo, having a deleterious effect on the material affecting both the corrosion resistance and mechanical properties. Due to this, it is necessary to study welded joint of these materials to delineate the limits of these steels and improving their application. This study aimed to characterize the autogenous TIG welded joint by manual arc pulsed and non-pulsed hiperduplex stainless steel SAF 2707 HD. The techniques employed were metallography by electrolytic attack (NaOH reagent) and color etching (Behara reagent), micro-hardness measurements and microstructural quantification by Digital Image Processing. The microstructural aspects were observed by optical microscopy (OM) and scanning electron microscopy (SEM), and they have gone through stages of digital image processing (DIP) to quantify the percent of austenite phase. The chemical composition was verified by EDS. The results were analyzed statistically by testing hypotheses with Student's t distribution. The color etching technique made it evident that the austenite phase had a more homogeneous distribution for pulsed arc, than it did for non-pulsed. The electrolyte attack did not show a sigma phase () in the welded joint and the chemical composition verified by the EDS did not identified a significant change in these elements along the transition zone of the base metal to the fusion zone. Through the DIP the average percentages obtained for austenite were 36.38% (standard deviation 6.40%) for the pulsed method and 32.41% (standard deviation 6.67%) for the non-pulsed method. The Pulse method produced mean hardness values of HV 355.10 (SD = 28.60) for the base metal and HV 343.60 (standard deviation 20.51) for the fusion zone whereas, the non-pulsed method these values were HV 370.30 (standard deviation 34.51) for the base metal and HV 345.20 (standard deviation 41.33) for the fusion zone. Statistical analysis showed no significant variation in the percent of austenite phase in the welded joint for two tested conditions and no variation in hardness between the fusion zone and weld metal for samples tested by the two processes.
O aço inoxidável hiperduplex, SAF 2707 HD, foi desenvolvido com o intuito de se obter novas ligas com maior resistência à corrosão do que a disponível nos aços inoxidáveis duplex / superduplex. Além da melhorada resistência à corrosão, este tb oferece propriedades mecânicas superiores. Os aços hiperduplex são aços de última geração que possuem elevados teores de elementos de liga, principalmente cromo, molibdênio e nitrogênio. Este tipo de aço caracteriza-se por apresentar estrutura bifásica, constituída de proporções praticamente iguais de ferrita e austenita devido à distribuição controlada dos elementos alfagênicos e gamagênicos. O interesse por esses aços cresce gradativamente com a necessidade de novos materiais para diversas aplicações na indústria petrolífera. Porém, quando expostos e mantidos a temperaturas elevadas, na faixa entre 600°C e 1000°C, algumas fases intermetálicas podem se formar, em que a fase sigma () é a mais proeminente. Possui uma estrutura cristalina tetragonal complexa rica em Cr e Mo, tendo efeito deletério no material afetando tanto a resistência à corrosão, quanto as propriedades mecânicas. Para este fim, faz-se necessário estudos da junta soldada para delinear as limitações desses aços e aperfeiçoar a aplicação. Essa pesquisa teve como objetivo caracterizar a junta soldada por TIG autógeno manual com arco pulsado e não pulsado do aço inoxidável hiperduplex SAF 2707 HD. As técnicas empregadas foram a metalografia por ataque eletrolítico (reagente NaOH) e color etching (reagente Behara), medidas de microdureza e quantificação microestrutural por Processamento Digital de Imagem. Os aspectos microestruturais foram observados por microscopia óptica (MO) e microscopia eletrônica de varredura (MEV), estes passaram por etapas de processamento digital de imagens (PDI) para quantificar a fração volumétrica da fase austenita. Realizou-se análise química semi-quatitativa por EDS. Os resultados foram analisados estatisticamente através do teste de hipóteses com distribuição t de Student. Pela técnica color etching observou-se que a fase austenita foi gerada com distribuição mais homogênea para o arco pulsado, que o não pulsado. O ataque eletrolítico não revelou uma terceira fase (fase ) na junta soldada, a análise química por EDS não identificou uma variação significativa nos elementos presentes ao longo da zona de transição do metal de base para a zona de fusão. Através do PDI foram obtidos os valores médios da fração volumétrica de austenita de 36,38% (desvio padrão 6,40%) e 32,41% (desvio padrão 6,67%) para os dois métodos, pulsado e não pulsado, respectivamente. Foram obtidos os valores de microdureza para o metal de base 355,10 HV (desvio padrão 28,60) e para a zona de fusão 343,60 HV (desvio padrão 20,51) da amostra soldada pelo modo pulsado, para o modo não pulsado foram apresentaram os valores médios de 370,30 HV (desvio padrão 34,51) para o metal de base e de 345,20 HV (desvio padrão 41,33) para a zona de fusão. A análise estatística indicou que não houve variação significativa da fração volumétrica da fase austenita no cordão de solda para as duas condições testadas e não houve variação da microdureza entre a zona de fusão e o metal de solda das amostras submetidas aos dois processos.
