Efecto del calor aportado y la cantidad de capas en soldaduras de recargue de aceros inoxidables dúplex avanzados

• Autores: Zappa, Sebastián; Noguera, Gastón; Svoboda, Hernán Gabriel; Surian, Estela
• Año de publicación: 2015
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: documento de conferencia
• Materia: Ingenierías y Tecnologías; Soldadura; Microestructura; FCAW; LDSS; FCAW; DSS; LDSS; Cladding Welding; Microstructure
• Institución: Comisión de Investigaciones Científicas de la Provincia de Buenos Aires

Los aceros inoxidables dúplex se caracterizan por poseer una estructura dual constituida por ferrita y austenita, cuya relación entre ambas fases es cercana a 1. Poseen una combinación de buenas propiedades de tracción, tenacidad y resistencia a la corrosión, que dependen de la relación entre las fases mencionadas y de la composición química. Son ampliamente utilizados en las industrias de procesos químicos y, fundamentalmente, de petróleo y gas. El desarrollo de los aceros inoxidables dúplex ha seguido dos caminos: la mejora de las propiedades a través del aumento de elementos de aleación como el cromo, molibdeno y nitrógeno (súper dúplex y hyper dúplex) o la disminución de molibdeno y níquel, balanceando la composición química con agregados de N, que conducen al desarrollo de los aceros lean dúplex. En particular, estos últimos fueron desarrollados para competir con los aceros inoxidables austeníticos en muchas aplicaciones donde se requiere alta resistencia mecánica y una mayor resistencia a la corrosión localizada. La soldadura de recargue, recubrimiento o cladding es utilizada en la industrias de fabricación y reparación para aumentar la durabilidad de los componentes a menores costos. Las propiedades superficiales del recubrimiento dependen de la composición química y la microestructura en esa zona, las que a su vez quedan definidas por la dilución y el procedimiento de soldadura. El objetivo de este trabajo fue el de estudiar el efecto del calor aportado (alto y bajo) y de la cantidad de capas (una y dos) del recargue con aceros inoxidables dúplex y lean dúplex sobre la composición química, macroestructura, dilución, microestructura y dureza. El procedimiento de soldadura empleado fue diseñado para obtener 4 cupones de recargue con cada consumible (dúplex y lean dúplex): cupones con 1 y 2 capas soldados con bajo y alto calor aportado (modificando únicamente la velocidad de soldadura). El aumento del aporte térmico, generó un aumento en la penetración, el ancho y el alto de los cordones, una menor dilución y un mayor contenido de ferrita. El equilibrio microestructural en recargues con aceros inoxidables dúplex y lean dúplex está controlado principalmente por el grado de dilución y en menor por el calor aportado.
Duplex steels are characterized by a dual structure consisting of ferrite and austenite which relationship should be close to 1. They have a combination of good tensile properties, toughness and corrosion resistance, depending on the relationship between the phases mentioned above and chemical composition. They are widely used in chemical process industries and mainly in oil and gas. The development of duplex stainless steels has followed two paths: improved properties by increasing alloying elements such as chromium, molybdenum and nitrogen (super duplex and hyper-duplex) or decreasing molybdenum and nickel, balancing the chemical composition by the addition of N, leading to the development of lean duplex steels. In particular, the last steels were developed to compete with the austenitic stainless steel in many applications where high strength and enhanced resistance to localized corrosion are required. Corrosion resistance cladding is used in the manufacturing and repair industries to increase component durability and low costs. The surface properties of the coating depend on the chemical composition and the microstructure in the area, which in turn are defined by the dilution and the welding process. The objective of this work was to study the effect of heat input (high and low) and the number of layers (one and two) of the cladding with lean duplex steels and duplex stainless steels on the chemical composition, macrostructure, dilution, microstructure and hardness. The welding process used was designed so as to obtain 4 coupons for each consumable (duplex and lean duplex) with 1 and 2 layers welded with high and low heat input (modifying only the welding speed). The increased heat input, generated an increase in penetration, the width and height of the beads, lower dilution and higher ferrite content. Microstructural balance is primarily controlled by the degree of dilution and to a lesser extent, the heat input.