Este es un artículo publicado en acceso (Open Access) abierto bajo la licencia Creative Commons Attribution NonCommercial, que permite su uso, distribución y reproducción en cualquier medio, sin restricciones siempre que sin fines comerciales y que el trabajo original sea debidamente citado. Soldagem & Inspeção. 2017;22(2) Resumen: Los aceros inoxidables dúplex poseen una microestructura dual (ferrita y austenita) con contenidos aproximadamente iguales y se caracterizan por tener buena soldabilidad, buenas propiedades mecánicas y una alta resistencia a la corrosión generalizada y localizada. Gracias a estas características, estos aceros son los principales materiales a emplear en cañerías con altas exigencias, ampliamente utilizados en varias industrias, principalmente la petroquímica. Dichas propiedades están controladas por la composición química, el equilibrio microestructural y la ausencia de compuestos intermetálicos. El objetivo de este trabajo fue estudiar la influencia de la composición química del metal de aporte y el calor aportado sobre la microestructura y las propiedades mecánicas en juntas soldadas de cañerías de acero inoxidable dúplex. El metal base utilizado fue un acero inoxidable dúplex UNS S31803 de 8" de diámetro y 8,18 mm de espesor y los metales de aporte fueron dos alambres tubulares que depositan aceros inoxidables dúplex y lean dúplex (AWS A5.22: E2209T1-1 y E2209T1-G), mediante el proceso de soldadura semi-automático bajo protección gaseosa, soldados con alto y bajo calor aportado. De cada probeta se extrajeron muestras donde se determinó la composición química, se realizó la caracterización microestructural y se determinaron las propiedades mecánicas (dureza, tracción y Charpy-V).Palabras clave: Acero inoxidable dúplex; Composición química; Soldadura GTAW; Soldadura FCAW; Propiedades mecánicas. Effect of the Chemical Composition of the Filler Metal and the Heat Input on the Microstructure and the Mechanical Properties of Duplex Stainless Steel Welded JointsAbstract: Duplex stainless steels are characterized by good weldability and mechanical properties; they also present a high resistance to general and localized corrosion. They are the main materials when welding pipes with high requirements in different industries, mainly oil and gas. These steels have a microstructure consisting of two phases: 50% austenite and 50% ferrite, approximately, and their properties depend on the maintenance of this ratio and the total chemical composition. The aim of this work was to study the influence of both the chemical composition of the filler metal and the heat input used when welding, on the microstructure and mechanical properties in welded duplex stainless steel pipes. Base metal used was a duplex stainless steel ASTM A790 -UNS S31803 pipe of 8" in diameter and 8.18 mm in thickness. The filler metals were two tubular wires depositing lean duplex and duplex stainless steels (AWS A5.22: E2209T -1 and E2209T1-G respectively), by semi-automatic welding process under shielding gas, with high and low...
RESUMENEn el presente trabajo se llevó a cabo la caracterización microestructural de un cordón de pasada simple de un acero 9Cr1MoVNb P91 obtenido por el proceso de soldadura semiautomática bajo protección gaseosa (FCAW), en la condición "as welding" mediante microscopía electrónica de transmisión.El acero P91 tiene una buena soldabilidad, pero las propiedades mecánicas de las uniones soldadas son inferiores a las del material base. La zona afectada por el calor (ZAC) de este tipo de aceros es de 4 mm lo que dificulta extraer réplicas y láminas delgadas para el estudio de las distintas microestructuras generadas en cada sub-zona de la ZAC: ZAC de grano grueso (ZACGG), ZAC de grano fino (ZACGF) y ZAC intercrítica (ZACIC). No obstante, fue posible extraer réplicas de cada región para identificar a los precipitados y por medio de la utilización de un haz de iones focalizados (FIB-SEM) se pudieron extraer láminas delgadas de un área específica para caracterizar la microestructura de la matriz. Se caracterizaron los precipitados presentes en cada sub-zona de la ZAC y cómo la disolución del M 23 C 6 afecta a la matriz que lo rodea. A bajas temperaturas pico y bajas velocidades de calentamiento/enfriamiento tales como las que caracterizan a las zonas de grano fino (ZACIC y ZACGF) se encontró austenita retenida en contacto de los carburos M 23 C 6 parcialmente disueltos. Por otra parte, en las zonas con más altas temperaturas pico y altas velocidades de calentamiento/enfriamiento (ZACGG y zona fundida) se encontraron pelícu-las finas de austenita retenida en los ex bordes de grano austenítico y en los listones de martensita. Palabras clave: acero 9Cr1Mo, cordón de soldadura, microscopía electrónica. ABSTRACTIn the present work the microstructural characterization of a single-pass weld of 9Cr1MoVNb P91 steel performed by the flux-cored arc welding (FCAW) process in the "as welding" condition has been carried out by means of transmission electron microscopy.P91 steel offers a good weldability, but the mechanical properties of the welded joints are found to be inferior compared to the base metal. The heat affected zone (HAZ) of these types of steels is 4 mm making it difficult to extract carbon replicas and thin foil to study the microstructure generated in each sub-zone of the ZAC: coarse grained ZAC (CGZAC), fine grained ZAC (FGZAC) and intercritical ZAC (ICZAC). Nevertheless, it was possible to extract replicas from each region to identify precipitates and using a focused ion beam (FIB-SEM), thin films could be extracted from a specific area to characterize the matrix microstructure.The precipitates present in each subzone of the ZAC were characterized as well as how the dissolution of M 23 C 6 affects the matrix. At low peak temperatures and low heating / cooling rates such as those characterizing the fine grain zones (ICHAZ and FGHAZ) the M 23 C 6 carbides were found to be partially dissolved and in contact with retained austenite. On the other hand, in the areas with the highest peak temperatures and high
RESUMENLa soldadura cuproaluminotérmica es un proceso de termofusión, en el que el calor necesario se obtiene por el efecto reductor del aluminio sobre el óxido de cobre que genera una reacción exotérmica de alta temperatura, donde el material de aporte será el cobre fundido y recalentado, resultante de dicha reacción química [1]. Esta técnica de unión es empleada en la industria ferroviaria para la unión de los rieles, en las soldaduras de puesta a tierra [2, 3] y durante la protección catódica de cañerías de conducción. En este trabajo se caracteriza la soldadura cuproaluminotérmica para la protección catódica de cañerías de acero API 5L X46 y X52 en dos espesores, modificando la sección del conducto de cobre y la carga aplicada. El objetivo es obtener las condiciones óptimas de unión sin afectar la integridad de la cañería para ello se realizarán ensayos macroscópicos, microscópicos y barridos de microdureza en la zona afectada por calor de la soldadura. Se realizaron un total de 25 probetas considerando además distintas marcas de fundentes y tamaños de crisol. Un área de contacto inadecuada puede producir falta de protección catódica de la cañería mientras que una unión con excesiva difusión de cobre en borde de grano puede producir corrosión acelerada y microfisuras en el metal base [4,1] es por ello que se busca la condición óptima de unión en función del grado de acero y espesor de cañería.Palabras clave: Cuproaluminotérmica soldadura, protección catódica, unión. ABSTRACTCopper-Aluminothermic weld is a process in which welder is generated by thermofusion. The necessary heat is obtained by the aluminum reducing effect above copper oxide, creating a high temperature exothermic reaction, in which melt and overheated copper is the filler material [1].This technique is used to joint rails in railway industry, in grounding welds [2,3] and also in linepipes for cathodic protection. In this study copperaluminothermic weld is characterized for API 5L X46 and X52 steel linepipes for cathodic protection, considering two different thickness, changing the copper wire section and the flux amount. The purpose is to obtain the optimum welding conditions, therefore macroscopic and microscopic tests, and microhardness sweep are going to be performed on the heat affected zone. Twenty-five test tubes were realized, taking also into account different flux and gunpowder brands and melting pot sizes. An inadequate contact area can cause lack of pipe cathodic protection as well as an excessive copper diffusion into the grain boundaries can produce accelerated corrosion and microcracks in the base metal [4,1], for that reason is necessary to obtain optimum welding conditions according to the steel grade and pipe thickness. Keywords:Copper-aluminothermic, thermit-weld, cathodic protection weld. _______________________________________________________________________________________ INTRODUCCIÓNLa soldadura cuproaluminotérmica es un proceso de unión generado por la reacción exotérmica que se produce entre el óxido de cobre y el alum...
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