Comportamiento a la fatiga y efecto del daño acumulado en las propiedades mecánicas de la soldadura disímil AL6XN-INCONEL 600 envejecido

Abstract

The high cost of nickel-based alloys suggests their replacement with a less expensive alloy to ensure high performance in a repair. In this research study presents the results obtained from the microstructural and mechanical characterization of the dissimilar weld IN600HTAL6XN. IN600 heat treated at (700 °C, 300 h) and AL6XN plates with 6.35 mm thickness were gas metal arc welded with a 1.2 mm diameter ER-NiCrMo3 filler wire with a heat input of 1.43 kJ/mm. The macrographs and micrographs show that the weld bead exhibits columnar grain growth towards the heat source. The results obtained in the scanning electron microscope (SEM) revealed precipitates rich in Nb, Mo and some TiC and NbC in the weld metal (WM). Significant grain growth was found in the heat affected zone (HAZ) of IN600 and angular particles of TiC and TiN2 were found. The AL6XN-WM interface, it presents an unmixed zone caused by the difference in thermophysical properties between the alloys. In this case, no significant grain growth was observed in the HAZ. Hardness profiles indicated that in IN600 it oscillates around 180 HV. However, the hardness decreased in the central zone of the IN600TT HAZ associated with the increase in grain size and the absence of twins. On the contrary, in the HAZ of AL6XN and MB presented a more uniform hardness around 230 HV.

El alto costo de las aleaciones base níquel sugiere su reemplazo por una aleación menos costosa que garantice alto rendimiento en una reparación. En este estudio de investigación se presentan los resultados obtenidos de la caracterización microestructural y mecánica de la soldadura disímil IN600TT-AL6XN. Se soldaron las placas de IN600 tratado térmicamente (700 °C, 300 h) y AL6XN de 6.35 mm de espesor mediante el proceso de soldadura de arco metálico con electrodo consumible y gas de protección con un electrodo ER-NiCrMo3 de 1.2 mm de diámetro con un calor de aporte de 1.43 kJ/mm. Se obtuvo una unión disímil sana, el porcentaje de dilución del IN600TT fue de 15.73% y para el AL6XN fue de 31.75%. Las macrografías y micrografías mostraron que el cordón de soldadura exhibe un crecimiento de granos columnares hacia la fuente de calor. Los resultados obtenidos en el microscopio electrónico de barrido (MEB) revelaron precipitados ricos en Nb, Mo y algunos TiC y NbC en el metal de soldadura (MS). En la zona afectada térmicamente (ZAT) del IN600 se observó un crecimiento de grano significativo y se encontraron partículas angulares de TiC y TiN2. La interfase AL6XN-MS presenta una zona de no mezcla ocasionada por la diferencia en las propiedades termofísicas entre las aleaciones. En este caso no se observó un crecimiento de grano significativo en la ZAT. Los perfiles de dureza indicaron que en el IN600 osciló alrededor de 180 HV. Sin embargo, la dureza disminuyó en la zona central de la ZAT del IN600TT asociado al incremento del tamaño de grano y la ausencia de maclas. De manera contraria, la ZAT del AL6XN y el MB presentó una dureza más uniforme alrededor de 230 HV.