Efecto En La Resistencia Mec Nica Y A La Corrosi N De Soldaduras De Acero Inoxidable D Plex 2205 Con Campos Magn Ticos Externos Y Arco El Ctrico Indirecto Modificado

Efecto en la resistencia mecánica y a la corrosión de soldaduras de acero inoxidable dúplex 2205 con campos magnéticos externos y arco eléctrico indirecto modificado.

ANTECEDENTES

Los aceros inoxidables fueron desarrollados durante la primera década del siglo pasado en Inglaterra y Alemania. Los primeros tipos de acero inoxidable fueron los aceros Fe-Cr martensíticos y ferríticos pero pocotiempo después fueron desarrollados los aceros austeníticos Fe-Cr-Ni. Debido a las técnicas existentes de fusión y refinación el % de C mínimo alcanzado era de 0.08%, por lo que los aceros presentaban sensibilidad a la precipitación de carburos en el límite de grano en operación en caliente y en materiales soldados. De esta forma, la zona afectada por el calor podía ser susceptible a corrosiónintergranular.
En 1927 Bain y Griffiths [1] presentaron el diagrama de fases del sistema Fe-Cr.-Ni. Ellos describieron aleaciones ferrítico-austeníticas con 22-30 % de Cr y 1.2-9.7 % de Ni. El efecto positivo de una microestructura dúplex con respecto a la resistencia a la corrosión intergranular fue descrito por Payson y Harris hasta 1932 [2] y por Lindh [3] en 1933.
En los años 40 se observó que losaceros inoxidables austeníticos mostraban cierta sensibilidad a la corrosión y agrietamiento por corrosión bajo esfuerzos o Stress Corrosion Cracking (SCC) y se encontró que la adición de ferrita reduce esta sensibilidad. Dentro de los primeros trabajos que describen la alta resistencia a la SCC de los aceros inoxidables dúplex se encuentran los realizados por Colombier y Hochmann [4].
Los primerosaceros inoxidables dúplex modernos con bajo contenido de C y diseñados para resistir el SCC tenían un menor % de Cr pero más Mo y Si (elementos que mejoran la resistencia a SCC) que las primeras aleaciones dúplex. El nitrógeno adicionado a este tipo de aceros en general mejora las propiedades mecánicas y la resistencia a la corrosión así como el trabajo en caliente de los mismos [5].
Si bien losprimeros aceros inoxidables dúplex probaron tener una mejor resistencia a la corrosión intergranular que los austeníticos, al soldar materiales con arco de baja energía se obtiene una estructura totalmente ferrítica en la zona afectada por el calor, debido a los altos niveles de ferrita en estos primeros aceros dúplex modernos. Como la solubilidad del C en la ferrita es baja, la formación decarburos en el límite de grano puede ocurrir incluso en grados bajo C (<0.03%) .
Esto daba como resultado corrosión intergranular y reducción de la ductilidad de las partes soldadas. El desarrollo de los aceros inoxidables dúplex con 22 % de Cr (alto % de Mo y algún % de N) en los años 70 estuvo enfocado a la sensibilidad a la corrosión intergranular de la zona afectada por el calor.
Estos nuevosaceros fueron resistentes a la corrosión intergranular después de la soldadura, por el alto contenido de N de la aleación. Sin embargo, el intervalo de composición propuesto, fue muy amplio permitiendo altos niveles de ferrita en la zona afectada por el calor, produciendo precipitación de carburos y nitruros tanto intergranulares como transgranulares, causando problemas de fragilización por hidrógeno ycorrosión por picaduras. Intervalos de composición más cerrados y un alto nivel de N mostraron ser la mejor solución, por lo que los aceros inoxidables modernos contienen normalmente 0.15-0.20 % de N.
El papel del nitrógeno en el control de la microestructura en ciclos térmicos de soldadura fue descrito por primera vez en los años 80 [6]. Se demostró que el N juega un papel muy importante en elcontrol de la cinética de la transformación de fase al estado sólido bajo condiciones cercanas al equilibrio. El N también mejora la resistencia a la corrosión por picaduras en forma similar que en las aleaciones austeníticas [ 5].
En los años 80 se desarrollaron los aceros inoxidables superdúplex cuyo balance y composición de ferrita y austenita fue optimizado para lograr mejores propiedades...