Efecto del calor aportado y de la cantidad de capas sobre la evolución microestructural en recargues de acero inoxidable lean dúplex

Abstract

El objetivo de este trabajo fue estudiar el efecto del calor aportado (alto, medio y bajo) y de la cantidad de capas (1 y 2) en depósitos de soldaduras resistente a la corrosión realizados con un metal de aporte de acero inoxidable lean duplex, sobre chapas de acero al carbono, mediante el proceso de soldadura mecanizado y con protección gaseosa GMAW. Los cupones de soldaduras se realizaron con 0.6, 0.9 y 1.8 kJ/mm de calor aportado, variando únicamente la velocidad de soldadura, se generaron depósitos de una y dos capas. Las técnicas de caracterización utilizadas involucraron estudios sobre la capa final depositada y en probetas metalográficas obtenidas con orientación transversal a los cordones de soldadura. Se determinó la composición química en la superficie final mediante espectrometría óptica. Se cuantificó la ferrita mediante Ferritómetro y metalografía óptica, se analizó la presencia de compuestos intermetalicos mediante difracción de rayos X como así también mediante microscopia óptica y de barrido electrónico, se realizaron barridos de dureza Vickers y ensayo de corrosión de pérdida de peso. Los resultados obtenidos demostraron que en la muestras de una capa, ante aumentos de calor aportado, se obtuvo un aumento en el contenido de ferrita asociado a una disminución de la dilución, mientras que para los cupones de dos capas (con valores de dilución menores), ante aumentos de calor aportado, el contenido de ferrita presento una ligera disminución, lo cual se asoció al efecto de la velocidad de enfriamiento y el mayor tiempo para que ocurra la transformación de fase en estado sólido de ferrita a austenita. El equilibrio microestructural está controlado, mayoritariamente, por el efecto de la dilución en los recubrimientos de una capa, y levemente por el nivel de calor aportado para los recubrimientos de dos capas. Por otra parte, se encontró grandes contenidos de austenita secundaria en las primeras capas de las muestras con dos capas. Mediante técnicas de caracterización de barrido electrónico SEM-EDS, fue posible realizar su caracterización. Sin embargo, los resultados de mejor resistencia a la corrosión generalizada, a partir de los ensayos de pérdida de peso, fueron obtenidos por estas mismas muestras

The effect of the heat input and the number of layers on the microstructural evolution in duplex lean stainless-steel claddings was assessed. The overlay weld was developed by means of the semi-automatic welding process with shielding gas GMAW. To study the effect of cooling rate and dilution, samples were welded with 0.6, 0.9 and 1.8 kJ/mm (varying only the welding speed) with one and two layers. The characterization techniques used involved studies on the final deposited layer and on metallographic specimens obtained with transversal orientation to the weld beads. On the welded specimens, the chemical composition was measured, the ferrite phase content was quantified by both Ferritómetro and optical metallography, the precipitation of intermetallic compounds was analyzed by optical microscopy, scanning electron microscopy and X-ray diffraction, microhardness test and weight loss corrosion test was developed. The results show that, in the coupons welded with one layer, as the heat input increases, the ferrite content increases associated with the dilution decrease. On the other hand, in coupons welded with two layers (with low dilution values), the ferrite content decreases, associated with the cooling rate and the longer time available for the transformation of ferrite into austenite. The microstructural balance in Corrosion Resistance Alloy Overlay Welding with lean duplex stainless steels is controlled, mainly, by the degree of dilution for one layer and slightly by the heat input for two layers. In addition, a larger quantity of secondary austenite, in the first layers, was found. That was possible through characterization techniques based in electronic scanning SEM-EDS. However, the best results in reference to corrosion resistance were obtained for the same examples