Caracterización mecánica y microestructural en soldaduras disímiles AL-6XN/316L con daño previo por fatiga

Abstract

This work was developed in two stages in order to analyze the effect different weld parameters on the microstructure and mechanical properties taking into account different forms of the base materials, welding process and heat input. The first stage was performed using the Gas Tungsten Arc Welding (GTAW) process to join two sections of pipe, a 316L austenitic stainless steel and the other of superaustenitic stainless steel AL-6XN, while in the second step the weld was performed using the Gas Metal Arc Welding (GMAW) process for joining steel plates 316 and AL- 6XN. FIRST STAGE Due to its excellent properties, the AL-6XN stainless steel has been proposed as an alternative to replace 316L stainless steel during the repair of components and pipelines used in power plants. Therefore, a deep understanding of the behavior of dissimilar welded joints is needed. In this work, the microstructure and mechanical properties of a dissimilar joint between AL?6XN and 316L stainless steels welded by the GTAW process are investigated using optical microscopy (OM) and scanning electron microscopy (SEM), tension test, analysis of X-rays dispersive energy (EDX) and microhardness measurements. An analysis of the fracture mode of the tension samples was performed. Tension test results show that welded samples exhibit higher strength, fracture occurs in the heat affected zone (HAZ) of the 316L stainless steel. Microstructural analysis shows the presence of small precipitated titanium particles in the HAZ of the 316L stainless steel.

Este trabajo fue desarrollado en dos etapas con el objeto de analizar el efecto de diferentes parámetros de soldadura en la microestructura y las propiedades mecánicas tomando en cuenta diferentes formas de los materiales base, proceso de soldadura y aporte térmico. La primer etapa se realizó utilizando el proceso GTAW (Soldadura por Arco de Tungsteno con Gas) para unir dos secciones de tubería, una de acero inoxidable austenítico 316L y la otra de acero inoxidable superaustenítico AL-6XN, mientras que en la segunda la soldadura etapa se realizó utilizando el proceso GMAW (Soldadura por Arco de Metal con Gas) para unir placas de acero 316L y AL- 6XN. PRIMERA ETAPA Debido a las excelentes propiedades, el acero inoxidable AL-6XN se ha propuesto como una alternativa para reemplazar al acero inoxidable 316L en la reparación de componentes y tuberías usados en plantas generadoras de energía. Por lo tanto, un profundo entendimiento del comportamiento de soldaduras disímiles es necesario. En este trabajo, se investigan la microestructura y las propiedades mecánicas de una unión disímil hecha de aceros inoxidables AL- 6XN y 316L unidos con el proceso de arco de tungsteno con gas (GTAW), utilizando microscopía óptica (MO) y microscopía electrónica de barrido (MEB), ensayos de tensión, análisis mediante energía dispersiva de rayos X (EDX) y mediciones de microdureza. Se realizó un análisis del modo de fractura de las probetas de tensión. Los resultados de tensión muestran que los especímenes de la unión soldada presentan mayor resistencia a la tensión, la fractura ocurre en la zona afectada térmicamente (ZAT) del acero inoxidable 316L.