Efecto de la interacción de campos electromagnéticos de baja intensidad durante la soldadura de un acero inoxidable superaustenítico AL6XN

Abstract

The present research project shows the results obtained from the mechanical and microstructural characterization of welded joints leading with and without Electromagnetic Interaction of Low Intensity (EMILI) applying external electromagnetic fields of 3mT during the welding process for plates of AL6XN® superaustenitic stainless steel, both in the melted pool and the heat affected zone. The welds were obtained by the process with protective gas and metal arc (GMAW process), using an ERNiCrMo-3 filler wire and 97% Ar + 3% N2 as shielding gas. Considering that one of the main applications of the AL6XN® superaustenitic stainless steel is in the power generation industry, especially in cooling systems where the operating conditions in service are at elevated temperatures above 650 °C, and additionally in direct contact with seawater, the possibility of intergranular corrosion is very high. For this reason, in the present work, thermal aging treatments were performed to generate a thermal damage in the BM and to be able to evaluate the microstructural evolution with respect to the temperature (750-900 °C) and holding time up to 480h. These results were correlated with the mechanical properties and thermoelectric power coefficient (TEP) measurements. Additionally an electrochemical evaluation was carried out on pieces with aging at 850 ° C. The results obtained from the mechanical and microstructural characterization in welded joints with and without EMILI were very similar, in both conditions, the presence of irregular flakes with a high content of Mo and Nb was found in the interdendritic regions, as well as the appearance of small semi-spherical of TiN and NbN intermetallics. Concerning the heat affected zone (HAZ), the presence of compositional bands with Sigma phase particles was localized inside of the bands, which dissolve at an approximate distance between 0.7 and 0.5 mm from the fusion line due to the high temperatures reached in this zone during thermal cycle of the welding process itself.

En el presente proyecto de investigación se presentan los resultados obtenidos de la caracterización mecánica y microestructural de las uniones soldadas con y sin Interacción Electromagnética de Baja Intensidad (IEMBI) al aplicar campos magnéticos de 3mT durante el proceso de soldadura en placas de acero inoxidable superaustenítico AL6XN®, tanto en la pileta líquida como en la Zona Afectada Térmicamente (ZAT). Las soldaduras fueron realizadas mediante el proceso de soldadura con gas de protección y arco metálico de electrodo consumible (GMAW, por sus siglas en inglés), utilizando un electrodo AWS ERNiCrMo-3 y como gas de protección una mezcla de 97% Ar + 3% N2. Considerando que una de las principales aplicaciones del acero inoxidable superaustenítico AL6XN® está en la industria de la generación de corriente eléctrica, específicamente en sistemas de enfriamiento donde las condiciones de operación en servicio es a elevadas temperaturas (superiores a 650°C) y adicionalmente en contacto directo con agua de mar, la posibilidad de corrosión intergranular es muy elevada. Razón por la cual en el presente trabajo se realizaron adicionalmente tratamientos térmicos de envejecido, con la finalidad de generar un daño térmico en el material base (MB) y poder evaluar la evolución microestructural con respecto a la temperatura (750-900°C) y tiempo de permanencia hasta de 480h. Estos resultados se correlacionaron con las propiedades mecánicas y mediciones de potencial termoeléctrico (PTE). Además, se realizó una evaluación electroquímica en piezas de MB envejecidas a 850°C. Los resultados obtenidos de la caracterización mecánica y microestructural en las uniones soldadas con y sin IEMBI fueron muy similares. En ambas condiciones se encontró la presencia de hojuelas irregulares con altos contenidos de Mo y Nb en las regiones interdendríticas, y pequeños precipitados semiesféricos de TiN y NbN. En lo que respecta a la ZAT se localizó la presencia de bandas de composición con partículas de fase Sigma en el interior, las cuales se disuelven hasta una distancia aproximada entre 0.7 y 0.5 mm desde la línea de fusión, debido a las temperaturas alcanzadas durante el ciclo térmico.