Avaliação experimental e teórica da difusão e do aprisionamento de hidrogênio no aço AISI 4330 V

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Simoni, Leonardo
• Orientador(a): Kwietniewski, Carlos Eduardo Fortis
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Aço; Propriedades microestruturais; Hidrogênio
• Palavras-chave em Inglês: AISI 4330 V steel; Hydrogen trapping; Hydrogen permeation; Thermal desorption analysis; Numerical analysis
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/234934

O presente trabalho visa determinar a influência de diferentes níveis de dureza e condições microestruturais do aço AISI 4330 V nos fenômenos de difusão e aprisionamento de hidrogênio empregando uma abordagem experimental e teórica. O material é avaliado nas condições como temperada, temperada e revenida a 540 ºC e temperada e revenida a 660 ºC, permitindo que seja determinado o efeito de diferentes características microestruturais nestes fenômenos. O estudo é realizado com auxílio de caracterização microestrutural, ensaios de permeação eletroquímica de hidrogênio, análises de dessorção térmica e de extração a quente e por fusão. Os resultados são acoplados e interpretados com auxílio de um modelo numérico baseado na cinética de McNabb e Foster com variação na ocupação dos sítios aprisionadores de hidrogênio. Não é observado aprisionamento irreversível de hidrogênio em nenhuma das condições microestruturais avaliadas. Entretanto, existe uma diferença significativa entre as condições investigadas com relação ao aprisionamento reversível de hidrogênio. A capacidade de aprisionamento é maior para a condição temperada e revenida a 540 ºC e menor para a condição temperada e revenida a 660 ºC em relação à condição como temperada, as quais estão relacionadas com as características microestruturais de cada condição. Adicionalmente, as previsões obtidas a partir do modelo numérico são comparadas com abordagens analíticas usuais baseadas nas leis de Fick e no método de Choo e Lee e são criticamente discutidas. Uma diferença importante é observada no caso de maior ocupação das armadilhas, indicando que o uso de abordagens genéricas não é adequado para estes sistemas. O uso de uma abordagem mais rigorosa proporciona um melhor entendimento do fenômeno de aprisionamento e melhores estimativas de tempos de carregamento e teores de hidrogênio.