Desenvolvimento de permutadores de calor compactos soldados por difusão - Fase 3

Abstract

Este trabalho avaliou a resistência mecânica e a qualidade microestrutural de amostras para qualificação do processo de união por difusão, aplicado a núcleos de trocadores de calor compactos, conforme a norma ASME VIII Div.1. Blocos foram fabricados por meio do processo termomecânico denominado união por difusão, a partir do empilhamento de chapas de aço inoxidável austenítico ABNT 316L, intercalando chapas com espessuras de 3 mm e 1 mm. Variou-se a pressão imposta durante o patamar de união na fabricação dos blocos, com o propósito de investigar a influência desta variável na qualidade da união, correlacionando as propriedades mecânicas e análises microestruturais nos blocos resultantes dos dois ciclos. Os parâmetros de processo comuns aos dois ciclos são a temperatura de 1040 ºC, tempo de 1 hora, e atmosfera de vácuo, sendo a pressão do ciclo 1 e 2, respectivamente, 4,75 MPa e 9,5 MPa. A técnica de microscopia óptica foi utilizada para analisar as características microestruturais das interfaces unidas, e o tratamento de imagens, realizado por meio do software ImageJ, com objetivo de quantificar as descontinuidades1 nas linhas de união. Os resultados indicaram um tamanho médio de defeito em 3μm, e níveis de descontinuidades de 13 % e 15 % respectivamente, para as condições 1 e 2. Porém, ambas as condições indicaram percentuais de descontinuidade mais baixos para as regiões inferiores das amostras. As propriedades mecânicas em ambos os blocos se apresentaram bastante similares, bem como coeficientes de variação para a tensão máxima, de escoamento e alongamento semelhantes, com médias representativas e com baixa a média dispersão de resultados, no entanto com forte influência da posição do bloco na matriz do forno durante o ciclo termomecânico.