Mapeamento de microdureza do passe de raiz

A Figura 5-74 apresenta o mapeamento de microdureza HV0,5 _{da seção J2.1.}

FC F

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Figura 5-74 - Mapeamento de microdureza HV0,5 _{do passe de raiz da junta J2.}

Uma comparação visual do perfil da ZAC do mapeamento com a ZAC da macrografia do passe de raiz (Figura 5-66 (a)) permite concluir que a ZAC-RG e a ZAC-IC apresentaram uma microdureza inferior à do metal de base. Além do mais, estas ficaram mais destacadas que aquelas do passe de raiz da junta J1, Figura 5-29. A energia de soldagem do passe de raiz da junta J2, superior à do passe de raiz da junta J1, fez com que a redução de microdureza na ZAC ficasse mais evidente. Este efeito da suavização da ZAC, cuja dureza torna-se inferior àquela do metal de base, tem sido relatado na literatura [13,50,102,103], para aços ARBL endurecidos pelo mecanismo de refino de grão. Bang e Kim [50] relatam que aços soldados com energia de soldagem superior a 1 kJ/mm sofrem deste efeito, que também é seguido da redução na resistência e na tenacidade. Este efeito é mais intenso até a energia de soldagem de 6 kJ/mm. Eles relataram que juntas soldadas com uma energia em torno de 2 kJ/mm promovem uma redução de microdureza na ZAC para até 165 HV1,0 contra uma dureza de 205 HV1,0 _{do metal de base. Reportaram ainda que a} microdureza cai na região da ZAC onde o tamanho de grão ferrítico torna-se superior àquele do metal de base. Este resultado é coerente com a redução apresentada na junta J2, em relação à junta J1, ou seja, na junta atual, os tamanhos de grãos ferríticos na ZAC-RG e ZAC-IC foram iguais a 6,34 ± 1,00 µm e 8,00 ± 2,11 µm, respectivamente. Já na junta J1, os valores foram 3,50 ± 0,94 µm e 2,85 ± 0,94 µm para a ZAC-RG e ZAC-IC, respectivamente. Por outro lado, o tamanho de grão do

metal de base foi de 4,6 ± 0,9 µm. Estes resultados comprovam os resultados de Bang e Kim [50].

5.6.3 Primeiro passe de enchimento

5.6.3.1 Ciclos térmicos experimentais e simulados do primeiro passe de enchimento

Em virtude de limpeza do cordão de solda após a soldagem e manuseio do tubo, o termopar T6 soltou-se da face interna do tubo e não registrou ciclo térmico algum. Isto não se configurou em um problema, pois o termopar T2 foi instalado tão próximo da face da raiz quanto o termopar T6. Além do mais, todos os termopares restantes registraram temperaturas próximas umas das outras. O termopar T2 atingiu temperatura máxima de 486,1 °C, conforme Figura 5-75, enquanto o termopar T5 atingiu a temperatura máxima de 435,0 °C. Pode-se supor que boa parte da ZAC do passe de raiz foi aquecida subcriticamente.

Figura 5-75. Ciclo térmico de soldagem do primeiro passe de enchimento da Junta 2. Para confirmar esta suposição, foi simulada a soldagem do primeiro passe de enchimento, com um total de 26 fontes distribuídas, que totalizaram uma potência de 3990 W, com uma velocidade de soldagem de 2,44 mm/s. A energia de soldagem foi de 1,65 kJ/mm. O resultado desta simulação está apresentado na Figura 5-76, que confirma o aquecimento subcrítico da ZAC do passe de raiz. Ou seja, a ZAC adjacente

ao passe de raiz foi toda aquecida entre 703 ºC e 483 °C, acima da temperatura de início da transformação martensítica.

Figura 5-76 - Aquecimento subcrítico de toda a ZAC do passe de raiz pelo primeiro passe de enchimento na junta J2.

5.6.3.2 Avaliação micrográfica da ZAC do passe de raiz após o primeiro passe de enchimento.

A Figura 5-77 exibe a microestrutura da ZAC-GG adjacente ao passe de raiz que foi aquecida subcriticamente pelo primeiro passe de enchimento. Deve-se observar que os contornos de grão da austenita anterior ainda persistem, cujo tamanho de grão, igual a 105,35 ± 26,0 µm aponta, estatisticamente (ver Apêndice C.II), que não houve alteração em relação à ZAC-GG sem aquecimento. Sua microestrutura é composta de FSB.

A Figura 5-78 apresenta o microconstituinte MA na ZAC-GG adjacente ao passe de raiz, cuja fração reduziu-se de 1,08±0,48 para 0,11±0,07. Esta redução da fração de MA é esperada, pois toda a ZAC foi aquecida acima da temperatura de início da transformação martensítica (Ms), ou seja, acima de 451 °C.

A Figura 5-79 e a Figura 5-80 exibem as microestruturas da ZAC-RG e da ZAC- IC, respectivamente, que foram aquecidas subcriticamente pelo primeiro passe de enchimento. Ambas apresentam as mesmas microestruturas originais do passe de raiz, respectivamente. Este comportamento foi observado também nas ZAC-RG e ZAC-IC adjacentes ao passe de raiz da junta J1. Ou seja, elas foram três vezes aquecidas a temperaturas subcríticas e as morfologias de suas microestruturas não

foram significativamente afetadas, considerando os ensaios de microscopia óptica e de microdureza. Ambas as ZACs apresentaram tamanhos de grãos similares às suas respectivas zonas afetadas pelo calor relativas à soldagem do passe de raiz. A ZAC- RG apresentou fração volumétrica de M-A inferior, em relação ao aquecimento anterior, igual a 0,27 ± 0,11%

Figura 5-77 - ZAC-GG do passe de raiz aquecida subcriticamente pelo primeiro passe de enchimento.

Figura 5-78 - Microconstituinte MA da ZAC-GG do primeiro passe de enchimento, ampliação de 500x.

FSB

Figura 5-79 - Microestrutura da ZAC-RG aquecida subcriticamente pelo primeiro passe de enchimento.

Figura 5-80 - Microestrutura da ZAC-IC aquecida subcriticamente pelo primeiro passe de enchimento.

5.6.3.3 Mapeamento de microdureza do primeiro passe de enchimento

A Figura 5-81 apresenta o mapeamento de microdureza do primeiro passe de enchimento doa junta J2. Observa-se um aumento de microdureza do metal de solda

FC F

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do passe de raiz, pois sua porção superior comportou-se como ZAC do passe atual. Observa-se também uma elevação na microdureza na região da ZAC adjacente ao passe de raiz.

Figura 5-81 - Mapeamento de microdureza HV0,5 _{do primeiro passe de enchimento da} junta J2.

5.6.3.4 Tenacidade ao impacto da SC-ZAC-GG adjacente à raiz em função do