The objective of this work is the evaluation of hydrogen effects on the martensitic transformation and strain hardening in Duplex Stainless Steels (DSS) SAF 2205 (UNS S32205/S31803). DSS are two-phase alloys (austenite and ferrite), which are used for applications requiring high mechanical strength, in corrosive environments. Therefore, it is necessary a better understanding of the phenomena involved on the hydrogen embrittlement. For this, in situ measurements of X-ray diffraction were made during tensile test in H2 cathodically charging DSS 2205. The hydrogen charging reduces the stress relaxation, reducing the ductility and suppressing the hydrogen-induced austenitic to martensitic transformation. In addition, it also reduces the strain hardening (dislocation multiplication) in austenite. The strain hardening seems to have a higher influence than martensitic transformation on fracture process, even in absence of hydrogen.

Resumo Os aços inoxidáveis duplex são bem sucedidos em uma variedade de aplicações como a indústria alimentícia, petroquímica e para plantas de dessalinização da água do mar, onde alta a resistência à corrosão e alta resistência mecânica são exigidas. Contudo, durante operações de soldagem por fusão pode haver alteração da microestrutura favorável destes materiais comprometendo seu desempenho. O processo de soldagem por atrito com pino não consumível pode gerar juntas no estado sólido evitando os típicos problemas da solidificação da poça fundida como segregação de elementos de liga, formação de trincas de solidificação e liquação; para o caso de aços inoxidáveis superduplex, pode-se evitar proporções desbalanceadas de ferrita e austenita, formação de fases secundárias deletérias e crescimento de grão ferrítico na zona termicamente afetada. Juntas consolidadas com penetração completa foram obtidas usando chapas de 6 mm de espessura para os aços inoxidáveis duplex UNS S32101 e S32205 e superduplex S32750 e S32760. As amostras foram submetidas a ensaios de tração indicando uma melhoria do desempenho mecânica das juntas soldadas com o aumento da tensão de escoamento e do limite de resistência à tração para todos os casos. Em relação à caracterização microestrutural, um pronunciado refinamento da ordem de 1 μm foi observado na junta soldada. Este refinamento foi associado à combinação de mecanismos de restauração na microestrutura bifásica promovida pela deformação severa junto com a alta temperatura durante o processo de soldagem.

Abstract Duplex stainless steels are successful in a variety of applications such as the food industry, petrochemical and plants for desalination of seawater, where high corrosion resistance and high mechanical strength are required. However, the beneficial microstructure may be change during fusion welding steps and it can compromise the performance of these materials. Friction stir welding is a solid state process avoiding typical problems concerning solidification such as solidification cracks, liquation and segregation of alloying elements. For superduplex stainless steels can avoid unbalanced proportions of ferrite and austenite, formation of secondary deleterious phases and grain growth of ferrite in the heat affected zone. Consolidated friction stir welded joints with full penetration of 6 mm thick were obtained for UNS S32101 and S32205 duplex and S32750 and S32760 superduplex stainless steels. The friction stir welds were submitted to tensile tests indicating an improvement of strength in welded joints showing increased of yield and tensile strength for all studied cases. Regarding the microstructural characterization, an outstanding gran refinement was observed in the welded joint achieving grain sizes as small as 1 μm. This refinement was associated with the combination of microstructural restoration mechanisms in the dual phase microstructure promoted by severe deformation associated with a high temperature during the welding process.

Foram obtidas juntas dissimilares da liga de alumínio 6063-T5 e do aço AISI SAE 1020 com espessura de 2,0 mm soldadas por atrito com pino não consumível. O objetivo deste trabalho é avaliar o efeito da penetração e o deslocamento da ferramenta na obtenção de juntas soldadas Al-aço. As juntas foram avaliadas segundo a qualidade da superfície e a profundidade da região soldada. Foi determinado que além das velocidades de rotação (ω) e avanço (ν), o deslocamento e a profundidade de penetração da ferramenta são parâmetros fundamentais, pois definem o aporte térmico e, com este, a aderência ou não de alumínio na ferramenta, a qualidade superficial e a formação de defeitos ao longo da linha da junta.

Aluminum alloy 6063-T5 and AISI SAE 1020 were obtained with dissimilar welded joints by friction stir welding in 2.0 mm thick sheet. The aim was to evaluate the effect of welding parameters to obtain Al-steel welds. Joints were evaluated according to surface quality and depth of the welded region. It was determined that besides the rotational (ω) and forward (ν) speeds, the offset and the tool penetration are key parameters because they define the heat input and therefore the adherence of aluminum in the tool, the surface quality and defect formation along the joint line.