Simulação termodinâmica computacional de liga modelo de aço super ferrítico contendo 0,07% de boro

RESUMO Aços inoxidáveis super ferríticos são utilizados em equipamentos como trocadores de calor e torres de destilação que operam em condições extremas de temperatura, pressão e em ambientes contendo altas concentrações de cloretos, H2S e CO2, encontradas nas novas áreas de exploração de petróleo e gás na costa brasileira. Uma liga super ferrítica com composição baseada em aços comerciais foi desenvolvida para a realização do presente estudo que visa adaptar a composição dos aços super ferríticos, com o objetivo de aprimorá-los. A liga desenvolvida contem 4,4%p de níquel (Ni) para melhorar a sua tenacidade, 25,7%p de cromo (Cr) para que a estabilidade da fase ferrítica fosse mantida devido a adição de Ni, 4,6%p de Mo para aumentar a resistência à corrosão. O diferencial para o estudo desta liga foi a adição de 0,07%p (700 ppm) de boro, visando o aumento da temperabilidade, tenacidade e estabilidade de contornos de grão. Foram realizados cálculos termodinâmicos através do programa computacional Thermo-Calc para a simulação dos diagramas de fase e a fração em peso das fases presentes no material. Os resultados das composições experimentais foram comparados com outros trabalhos já realizados com o aço comercial UNS S44660. Através dos resultados obtidos uma estimativa da temperatura de estabilidade da fase ferrítica foi determinada e as possíveis fases deletérias foram identificadas de acordo com variação da temperatura e da composição química. ABSTRACT Super ferritic stainless steels are used in equipment such as heat exchangers and distillation towers operating under extreme temperature and pressure conditions and in environments containing high concentrations of chlorides, H2S and CO2 found in the new areas of oil and gas exploration on the Brazilian coast. A super ferritic alloy with composition based on commercial steels was developed for the present study, aiming to adapt the composition of super ferritic steels in order to improve them. The developed alloy contains 4.4 wt.% of nickel (Ni) to improve toughness, 25.7wt.% of chromium (Cr) so that the stability of the ferritic phase is maintained due to the addition of Ni, 4.6wt.% of Mo to increase the corrosion resistance. The differential for the study of this alloy was the addition of 0.07wt.% (700 ppm) of boron, aiming to increase hardenability, toughness and grain boundary stabilization. Thermodynamic calculations were performed using the Thermo-Calc software for the simulation of phase diagrams and