Soldabilidad de metales: Consejos esenciales para el éxito | MachineMFG

Soldabilidad de metales: Consejos esenciales para el éxito

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Soldabilidad de los materiales metálicos

Soldabilidad de los materiales metálicos
  1. Soldabilidad del metal:

La soldabilidad de los metales se refiere a la capacidad de los materiales homogéneos o heterogéneos para formar una unión sólida y cumplir los requisitos de rendimiento deseados durante el proceso de fabricación. Existen dos tipos de soldabilidad: soldabilidad de proceso y soldabilidad de servicio.

  1. Soldabilidad del proceso:

La soldabilidad del proceso es la capacidad de un metal o material para producir una soldadura de alta calidad, densa y sin defectos. uniones soldadas que cumplan los requisitos de rendimiento en condiciones específicas del proceso de soldadura.

  1. Soldabilidad:

La soldabilidad se refiere al grado en que la unión soldada y el conjunto en general estructura soldada cumplen diversas propiedades, incluidas las propiedades mecánicas convencionales.

  1. Factores que influyen en la soldabilidad de los metales:

Hay cuatro factores que pueden afectar a la soldabilidad del metal: el factor material, el factor diseño, el factor proceso y el entorno de servicio.

  1. Principios de evaluación de la soldabilidad:

Para evaluar la soldabilidad, deben tenerse en cuenta los siguientes principios: (1) Evaluar la probabilidad de que se produzcan defectos de proceso en las uniones soldadas para proporcionar una base para el diseño de un adecuado proceso de soldadura. (2) Evaluar si la unión soldada cumple los requisitos de rendimiento estructural.

  1. Principios para los métodos experimentales:

Los métodos experimentales deben cumplir los siguientes principios: comparabilidad, pertinencia, reproducibilidad y economía.

  1. Métodos comunes de ensayo de soldabilidad:

A. Soldadura de ranuras en V oblicuas Prueba de grietas Método: Este método se utiliza principalmente para evaluar la sensibilidad de la zona afectada por el calor de soldadura del acero al carbono y del acero de alta resistencia de baja aleación al agrietamiento en frío.

B. Prueba de la clavija

C. Soldadura a tope Método de ensayo de grietas en placas de prensado

D. Método de ensayo de grietas de restricción ajustable

I. PREGUNTAS Y RESPUESTAS:

1. ¿Cuál es la finalidad del experimento y a qué ocasión se aplica?

Comprender los pasos clave del experimento y analizar los factores que influyen en la estabilidad de los resultados.

Contesta:

El objetivo es evaluar la vulnerabilidad de la zona afectada por el calor en el acero al carbono y de baja aleación. acero de alta resistencia soldadura a la fisuración en frío.

En la determinación de la sensibilidad de la zona afectada por el calor en el acero al carbono y de baja aleación de alta resistencia soldadura de acero a la fisuración en frío, los factores que influyen en la estabilidad de los resultados son la restricción de la unión soldada, la temperatura de precalentamiento, la deformación angular y la penetración incompleta.

Es comúnmente aceptado que si la tasa de grietas superficiales en baja acero aleado es inferior a 20%, se considera seguro para la soldadura de estructuras en general.

2. ¿Cuáles son los principales factores que afectan a la soldabilidad del proceso?

Respuesta: factores de influencia:

(1) Factores materiales: Abarca el metal base y los materiales de soldadura utilizados, incluidas las varillas de soldadura para la soldadura por arco con electrodo, los alambres de soldadura y los fundentes para la soldadura por arco sumergido, los alambres de soldadura y los gases de protección para la soldadura con gas de protección, entre otros.

(2) Factores de diseño: El diseño de las estructuras de las uniones soldadas repercutirá en el estado de tensiones, afectando así a la soldabilidad.

(3) Factores del proceso: Incluso para el mismo metal base, los diferentes métodos de soldadura y los parámetros del proceso pueden tener un impacto significativo en la soldabilidad.

(4) Entorno de servicio: El entorno de servicio para una estructura soldada puede variar, como la temperatura de trabajo, el tipo de medio de trabajo y las propiedades de carga, entre otros.

3. A veces, los materiales metálicos con una buena soldabilidad de proceso pueden no tener una buena soldabilidad de uso.

Contesta:

Las propiedades de uso y soldadura de los materiales metálicos se refieren a las diversas propiedades especificadas por los requisitos técnicos de la unión soldada o de la estructura soldada global, incluidas las propiedades mecánicas convencionales o las propiedades en condiciones de trabajo específicas, como la tenacidad a baja temperatura, la tenacidad a la fractura, la resistencia a la fluencia a alta temperatura, la resistencia a largo plazo, el comportamiento a la fatiga, la resistencia a la corrosión y la resistencia al desgaste.

La soldabilidad de un proceso se refiere a la capacidad de un metal o material para producir uniones soldadas de alta calidad, densas, sin defectos y funcionales en condiciones específicas del proceso de soldadura.

Por ejemplo, el acero bajo en carbono tiene buena soldabilidad, pero su resistencia y dureza no son tan elevados como los del acero de alto contenido en carbono.

4. ¿Por qué puede utilizarse la dureza máxima de la zona afectada por el calor para evaluar la sensibilidad a la fisuración en frío por soldadura de los materiales de hierro y acero? 5. ¿Cuál es el efecto de las condiciones del proceso de soldadura en la dureza máxima de la zona afectada por el calor?

Contesta:

(1) Grietas frías suelen producirse en la zona afectada por el calor;

(2) La evaluación de la dureza de la junta es el factor más crucial para determinar la probabilidad de fisuración en frío, lo que la convierte en un indicador útil.

Normalmente, la unión soldada incluye la zona afectada por el calor.

Cuanto mayor sea la diferencia entre el valor de dureza de la unión soldada y el metal base, menor será la tenacidad de la unión y sus propiedades mecánicas generales, lo que la hará más susceptible a la fractura frágil y a otros peligros.

Para minimizar esta diferencia y garantizar la fiabilidad de la unión soldada, deben controlarse cuidadosamente las condiciones del proceso de soldadura.

Si bien un aumento del carbono equivalente conduce generalmente a un aumento del endurecimiento de la zona afectada por el calor, esta relación no siempre es lineal.

2. Soldadura de aceros estructurales aleados

1. Análisis de soldabilidad de aceros templados y revenidos con bajo contenido en carbono

El acero templado y revenido de bajo contenido en carbono se utiliza principalmente como acero estructural soldado de alta resistencia, con una baja contenido en carbono límite. La composición de la aleación se ha diseñado teniendo en cuenta los requisitos de soldabilidad. El contenido de carbono en el acero templado y revenido de bajo contenido en carbono es inferior a 0,18%, lo que se traduce en un mejor rendimiento de la soldadura en comparación con el acero templado y revenido de contenido medio en carbono.

La baja emisión de carbono martensita en la zona afectada por el calor de soldadura de este acero da lugar a una elevada temperatura de transformación de la martensita (MS) y a una martensita autotemplada, lo que conduce a una menor tendencia a las grietas frías de soldadura en comparación con el acero templado y revenido de carbono medio. Se puede conseguir una buena tenacidad cuando se obtienen estructuras finas de martensita de bajo contenido en carbono (ML) o de bainita inferior (B) en la zona afectada por el calor.

La estructura mixta de ML y bainita transformada a baja temperatura (B) proporciona la mejor tenacidad, con posiciones cristalinas diferenciadas entre las láminas de bainita. El diámetro efectivo del grano es fino y tiene buena tenacidad, y depende de la anchura de la banda. La mezcla de ML y BL divide eficazmente la austenita promoviendo más posiciones de nucleación para ML y limitando su crecimiento. Los granos efectivos en la estructura mixta ML + B son los más pequeños.

El Ni es un elemento importante en el desarrollo del acero de baja temperatura, y su adición puede mejorar las propiedades de baja temperatura del acero. Por ejemplo, el acero 1,5Ni debe tener un contenido reducido de carbono y límites estrictos en los contenidos de S, P, N, H y O para evitar la fragilidad por envejecimiento y la fragilidad por revenido al tiempo que aumenta el Ni. Las condiciones de tratamiento térmico para este tipo de acero incluyen la normalización, la normalización + revenido y el temple + revenido.

En los aceros de baja temperatura, el control estricto del contenido de carbono y de impurezas como el S y el P reduce la probabilidad de que se produzcan grietas por licuefacción. Sin embargo, la fragilidad del revenido puede seguir siendo un problema, por lo que es importante controlar la temperatura de revenido y la velocidad de enfriamiento tras la soldadura.

Características del proceso de baja temperatura soldadura de acero:

El objetivo principal de la soldadura de aceros a baja temperatura es mantener la tenacidad a baja temperatura tanto de la soldadura como de la zona afectada por el calor, con el fin de evitar la formación de grietas.

9Ni tiene una gran tenacidad a baja temperatura, pero cuando se suelda con materiales ferríticos similares al 9Ni, la tenacidad de la soldadura disminuye considerablemente.

Esto puede atribuirse a la microestructura de la soldadura fundida y al contenido de oxígeno en la soldadura.

Sin embargo, los materiales de soldadura ferrítica 11Ni, que son similares al acero 9Ni, pueden alcanzar una buena tenacidad a baja temperatura mediante Soldadura TIG. Esto se debe a que la soldadura TIG reduce el contenido de oxígeno en el metal de soldadura a menos de 0,05% del metal base.

2. Análisis de soldabilidad de aceros templados y revenidos de medio carbono

Grietas calientes en las soldaduras de acero al carbono templado y revenido suelen deberse al alto contenido de carbono y aleaciones, que da lugar a un gran intervalo líquido-sólido y a una fuerte segregación. Estos factores aumentan la probabilidad de que se produzcan grietas en caliente.

Las grietas por frío en los aceros templados y revenidos de carbono medio están causadas por el alto contenido de carbono y la abundancia de elementos de aleaciónque dan lugar a una tendencia al endurecimiento. Además, el bajo punto de fusión del acero da lugar a formación de martensita a bajas temperaturas, que carece de la capacidad de autotemplarse y aumenta la probabilidad de grietas por frío.

Las grietas de recalentamiento en la zona afectada por el calor pueden provocar cambios en el rendimiento.

Fragilización en zona sobrecalentada

(1) El acero templado y revenido de carbono medio tiene un alto contenido en carbono, varios elementos de aleaciónEn la zona recalentada de la soldadura se produce martensita de alto contenido en carbono, dura y quebradiza. Cuanto más rápida sea la velocidad de enfriamiento, mayor será la formación de martensita de alto contenido en carbono y más pronunciada la tendencia a la fragilización.

(2) A pesar de la elevada energía lineal, puede resultar difícil evitar la formación de martensita con alto contenido en carbono, que da lugar a un material más grueso y quebradizo.

(3) Para mejorar el rendimiento de la zona sobrecalentada, se suelen emplear medidas como la baja energía lineal, el precalentamiento, el enfriamiento lento y el postcalentamiento.

Ablandamiento de la zona afectada por el calor

Cuando un temple y revenido tratamiento no es posible después de la soldadura, es necesario tener en cuenta el reblandecimiento de la zona afectada por el calor. Cuanto más resistente sea el grado de acero templado y revenido, más grave será el problema del reblandecimiento. La extensión y la anchura de la zona de reblandecimiento están estrechamente ligadas a la energía lineal y al método utilizados en la soldadura.

3. Características del proceso de soldadura del acero templado y revenido con contenido medio de carbono

(1) En las grietas calientes de la soldadura, el contenido de carbono y elementos de aleación del acero al carbono templado y revenido es elevado, lo que provoca un gran intervalo líquido-sólido, una grave segregación y una gran tendencia a las grietas calientes.

(2) La fisuración en frío del acero templado y revenido de medio carbono se debe a su alto contenido en carbono y a la mayor presencia de elementos de aleación, lo que provoca una evidente tendencia al endurecimiento.

(3) El bajo punto de fusión da lugar a formación de martensita a bajas temperaturas que, por lo general, carece de la capacidad de autotemplarse, lo que provoca una elevada tendencia a la formación de grietas por frío.

(4) Alteraciones del rendimiento en la zona afectada por el calor.

Fragilización en zona sobrecalentada

(1) El acero templado y revenido de medio carbono es propenso a producir martensita de alto contenido en carbono dura y quebradiza en la zona sobrecalentada de soldadura debido a su alto contenido en carbono, numerosos elementos de aleación y su considerable templabilidad. Cuanto más rápida sea la velocidad de enfriamiento, más martensita con alto contenido en carbono se formará y más grave será la tendencia a la fragilización.

(2) A pesar de tener una energía lineal elevada, es difícil evitar la formación de martensita con alto contenido en carbono, que hará que el material sea más grueso y quebradizo.

(3) Para mejorar el rendimiento de la zona sobrecalentada, se suelen emplear medidas como la baja energía lineal, el precalentamiento, el enfriamiento lento y el postcalentamiento.

Ablandamiento de la zona afectada por el calor

Una vez finalizada la soldadura y temple y revenido no se puede realizar el tratamiento, es necesario tener en cuenta el reblandecimiento de la zona afectada por el calor (HAZ).

Cuanto mayor sea el grado de resistencia del acero templado y revenido, más pronunciado será el problema del reblandecimiento.

El alcance y la amplitud del reblandecimiento están estrechamente ligados a la energía del línea de soldadura y el método de soldadura utilizado.

El método de soldadura que utiliza una fuente de calor más focalizada es más ventajoso para reducir el reblandecimiento.

4. Características del proceso de soldadura del acero templado y revenido con contenido medio de carbono

(1) Los aceros templados y revenidos con un contenido medio de carbono suelen soldarse en estado recocido. Una vez finalizado el proceso de soldadura, se pueden conseguir uniones soldadas uniformes con las propiedades deseadas mediante un tratamiento global de temple y revenido.

(2) Cuando la soldadura se realiza después del temple y revenido, a menudo es difícil abordar la degradación del rendimiento de la zona afectada por el calor.

(3) El estado previo a la soldadura determina la naturaleza de los problemas y los pasos necesarios que hay que dar en el proceso.

Las características de soldabilidad de Q345 y se indican los materiales de soldadura y los requisitos del proceso de soldadura correspondientes.

Contesta: El acero Q345 es un tipo de acero laminado en caliente con un contenido de carbono inferior a 0,4% y una excelente soldabilidad.

Generalmente, el precalentamiento y el control preciso de la calor de soldadura no es necesario. Sin embargo, es importante tener en cuenta los posibles efectos sobre el material.

En cuanto a las propiedades de fragilidad y dureza, cuando el acero Q345 se enfría de forma continua, la transformación en perlita se desplaza hacia la derecha, lo que da lugar a la precipitación de ferrita en caso de enfriamiento rápido, dejando una capa rica en carbono. austenita transformarse en perlita demasiado tarde. Esta transformación en bainita y martensita con alto contenido en carbono provoca un efecto de endurecimiento. Sin embargo, debido a su bajo contenido en carbono y su alto contenido en manganeso, el acero Q345 presenta una buena resistencia al agrietamiento en caliente.

Añadiendo V y Nb al acero Q345, se puede eliminar la grieta de tensión en la unión soldada mediante el refuerzo por precipitación.

Es importante señalar que puede producirse fragilización de grano grueso en la zona sobrecalentada de la zona afectada por el calor cuando se calienta por encima de 1200 ℃, lo que da lugar a una reducción significativa de la tenacidad. No obstante, recocido El acero Q345 a 600 ℃ durante 1 hora mejora considerablemente su tenacidad y reduce la tendencia a la fragilización por deformación térmica.

Para material de soldadura selección, se recomiendan las siguientes opciones:

Se recomienda precalentar el material a una temperatura de 100 a 150 ℃. Para el tratamiento térmico posterior a la soldadura, la soldadura por arco no suele requerirlo, o puede templarse a 600 a 650 ℃. Soldadura por electroescoriapor el contrario, requiere una normalización de 900 a 930 ℃ y un revenido de 600 a 650 ℃.

¿Cuál es la diferencia de soldabilidad entre Q345 y Q390? ¿Es aplicable el proceso de soldadura del Q345 a la soldadura del Q390 y por qué?

Contesta: Q345 y Q390 son aceros laminados en caliente que tienen una composición química similar.

La única diferencia entre el Q345 y el Q390 radica en el contenido de Mn, ya que el Q390 tiene una mayor concentración. En consecuencia, el Q390 tiene un equivalente de carbono superior al Q345.

El resultado es una mayor templabilidad y una mayor probabilidad de grietas en frío en el Q390 en comparación con el Q345. Sin embargo, su soldabilidad sigue siendo similar.

Debe tenerse en cuenta que el proceso de soldadura utilizado para el Q345 puede no ser adecuado para el Q390 debido a su mayor contenido en carbono equivalente y a un aporte térmico más amplio, lo que podría provocar un sobrecalentamiento y una grave fragilización en la zona de unión si el aporte térmico es demasiado elevado, o grietas frías y un comportamiento frágil si el aporte térmico es demasiado bajo.

¿Cuál es el principio de selección de los materiales de soldadura cuando se sueldan aceros de baja aleación y alta resistencia? ¿Cuál es el efecto del tratamiento térmico posterior a la soldadura en los materiales de soldadura?

Contesta: El principio de selección debe tener en cuenta el impacto de la microestructura de la soldadura y de la zona afectada por el calor en la resistencia y la tenacidad de la unión soldada.

Dado que normalmente no se realiza un tratamiento térmico posterior a la soldadura, es crucial que el metal de soldadura tenga propiedades mecánicas similares a las del metal base en su estado tal como se suelda.

Para los aceros templados y revenidos con contenido medio de carbono, la elección de los materiales de soldadura debe basarse en las condiciones de tensión de la soldadura, sus requisitos de rendimiento y cualquier tratamiento térmico posterior a la soldadura previsto.

Para los componentes que vayan a someterse a tratamiento después de la soldadura, la composición química del metal de soldadura debe ser comparable a la del metal base.

Analizar los posibles problemas durante la soldadura de aceros templados y revenidos de bajo contenido en carbono.

Este artículo ofrece una breve visión general de los aspectos clave de la soldadura de aceros templados y revenidos con bajo contenido en carbono.

¿Cuál es el intervalo recomendado para controlar el calor de soldadura entrada de acero templado y revenido de bajo contenido en carbono típico, como 14MnMoNiB, HQ70 y HQ80?

Cuando es necesario el precalentamiento, ¿por qué hay requisitos mínimos de temperatura y cómo puede el máximo temperatura de precalentamiento determinarse?

Contesta: La fragilización puede producirse fácilmente durante el proceso de soldadura. El ciclo térmico durante la soldadura puede reducir la resistencia y la tenacidad de la zona afectada por el calor.

Características del proceso de soldadura: Normalmente, no es necesario un tratamiento térmico posterior a la soldadura. Se utiliza un proceso multicapa y un estrecho cordón de soldadura en lugar de la técnica de transporte transversal por bandas oscilantes.

El aporte térmico de soldadura para un acero templado y revenido de bajo contenido en carbono típico debe controlarse para que sea inferior a 0,18% WC, y la velocidad de enfriamiento no debe acelerarse. Cuando el WC es superior a 0,18%, puede aumentarse la velocidad de enfriamiento para reducir el aporte de calor.

El aporte térmico de soldadura debe mantenerse por debajo de 481 kJ/cm. Si se alcanza el aporte térmico de soldadura máximo admisible y no pueden evitarse las grietas, deberán adoptarse medidas de precalentamiento.

Si la temperatura de precalentamiento es demasiado alta, no evitará que se produzcan grietas por frío. Por otra parte, si la velocidad de enfriamiento entre 800 y 500°C es más lenta que la tasa de enfriamiento crítica de estructuras mixtas frágiles, la tenacidad de la zona afectada por el calor disminuirá.

Por lo tanto, es importante evitar aumentos innecesarios de la temperatura de precalentamiento, incluso a temperatura ambiente. En consecuencia, existe una temperatura mínima de precalentamiento.

El aporte térmico máximo admisible de soldadura del acero debe determinarse mediante experimentos y, a continuación, en función de la tendencia a la fisuración en frío con el aporte térmico máximo, debe decidirse si son necesarios el precalentamiento y la temperatura de precalentamiento, incluida la temperatura máxima de precalentamiento.

¿Cuál es la diferencia en el proceso de soldadura entre el acero templado y revenido y el acero recocido medio carbono templado y revenido de la misma marca? ¿Por qué los aceros templados y revenidos de medio carbono no suelen soldarse en estado recocido?

Cuando se suelda en estado templado y revenido, es crucial seguir los procedimientos adecuados para evitar las grietas retardadas y eliminar la estructura endurecida en la zona afectada por el calor. Esto incluye el precalentamiento, el mantenimiento del control de las temperaturas entre pasadas, la realización de un tratamiento térmico intermedio y el revenido oportuno tras la soldadura.

Para minimizar el reblandecimiento del efecto térmico, se recomienda adoptar un método con alta densidad de energía y concentración de calor, y utilizar un aporte de calor de soldadura lo más pequeño posible.

Para soldar en estado recocido, se utilizan métodos de soldadura pueden emplearse.

A la hora de seleccionar los materiales, es importante garantizar la coherencia de las especificaciones del tratamiento de temple y revenido del metal de soldadura y del metal base, así como la coherencia de su aleación principal.

En el caso del temple y revenido, una temperatura de precalentamiento y una temperatura entre capas elevadas pueden ayudar a evitar el agrietamiento antes del tratamiento.

Debido a la alta templabilidad y endurecibilidad del acero templado y revenido de carbono medio, una soldadura inadecuada en el recocido estado puede provocar grietas retardadas.

Normalmente se requiere un proceso de soldadura complejo, y procesos auxiliares como el precalentamiento, el postcalentamiento, el revenido y el tratamiento térmico posterior a la soldadura pueden ayudar a garantizar el rendimiento y la longevidad de la unión.

¿Hay alguna diferencia en el proceso de soldadura y selección de materiales cuando se utiliza acero de baja temperatura a - 40 ℃ y la temperatura normal? ¿Por qué?

Contesta: Para evitar la fragilización a baja temperatura y el agrietamiento térmico en las uniones soldadas de acero de baja temperatura, es importante minimizar la presencia de elementos de impureza en los materiales.

Para controlar la composición y la estructura de la soldadura, es importante seleccionar materiales de soldadura adecuados que formen ferrita acicular fina y una pequeña cantidad de carburo de aleación, garantizando así ciertos requisitos de AK a bajas temperaturas.

Cuando se utiliza SMAW (Shielded Metal Arc Welding) en la soldadura a baja temperatura, el uso de soldadura de pequeña energía lineal puede evitar el sobrecalentamiento de la zona afectada por el calor y reducir la formación de M gruesas y WF (Weld Fracture). Para reducir aún más el sobrecalentamiento del cordón de soldadura, puede aplicarse la soldadura rápida multipaso.

Para el proceso SAW (soldadura por arco sumergido), el uso del método de soldadura por arco de vibración puede evitar la formación de cristales columnares.

¿Cuáles son las diferencias entre los métodos de refuerzo y los principales elementos de refuerzo en caliente? acero laminado y el acero normalizado, y ¿cuáles son las diferencias de soldabilidad entre ellos? ¿A qué problemas debe prestarse atención al formular el proceso de soldadura?

Respuesta: los métodos de refuerzo del acero laminado en caliente son:

(1) Fortalecimiento por solución sólida: Los principales elementos reforzantes en este proceso son el Mn y el Si.

(2) Fortalecimiento de grano fino: Los principales elementos de refuerzo en este proceso son el Nb y el V.

(3) Fortalecimiento por precipitación: Los principales elementos de refuerzo en este proceso son el Nb y el V.

Modo de refuerzo del acero normalizado:

Soldabilidad: Caliente acero laminado contiene un número limitado de elementos de aleación y tiene un bajo equivalente en carbono, lo que reduce la probabilidad de agrietamiento en frío.

El acero normalizado contiene una mayor cantidad de elementos de aleación, lo que aumenta su templabilidad y reduce la probabilidad de fisuración en frío. También tiene un bajo equivalente en carbono.

Sin embargo, calentar el acero laminado en caliente por encima de 1200 ℃ puede provocar la formación de fragilización por grano grueso, lo que disminuye significativamente su tenacidad.

Por otra parte, en las mismas condiciones, el precipitado V en la región de grano grueso del acero normalizado se encuentra principalmente en estado de solución sólida, lo que conduce a un debilitamiento de su capacidad para inhibir el crecimiento y refinar la microestructura. Esto puede dar lugar a la aparición de granos gruesos, bainita superior y M-A, lo que conlleva una disminución de la tenacidad y un aumento de la sensibilidad al envejecimiento.

Al planificar el proceso de soldadura, la elección del método de soldadura debe realizarse en función de factores como la estructura del material, el espesor de la chapa, el rendimiento de servicio requerido y las condiciones de producción.

El acero templado y revenido de bajo contenido en carbono y el acero templado y revenido de contenido medio en carbono pertenecen a los aceros templados y revenidos. ¿Son iguales sus mecanismos de fragilización en la zona afectada por el calor de soldadura?

¿Por qué soldadura de acero con bajo contenido en carbono en su estado templado y revenido garantizan una buena calidad de soldadura, mientras que el acero de medio carbono en el mismo estado suele requerir un tratamiento térmico posterior a la soldadura?

Contesta: Acero templado y revenido de bajo contenido en carbono: Cuando se somete a ciclos repetidos de aumento de T8/5, el acero bajo en carbono templado y revenido se vuelve quebradizo debido al engrosamiento de la austenita y la formación de bainita superior y constituyentes M-A.

Acero templado y revenido de carbono medio: Este tipo de acero tiene un alto contenido en carbono y varios elementos de aleación, lo que se traduce en una fuerte tendencia al endurecimiento, una baja temperatura de transformación martensítica y la ausencia de proceso de autotemplado.

Como resultado, la soldadura en la zona afectada por el calor puede causar una cantidad significativa de formación de estructura M y fragilidad potencial.

Por el contrario, los aceros templados y revenidos con bajo contenido en carbono suelen beneficiarse de un aporte térmico de moderado a bajo durante la soldadura, mientras que los mejores resultados para los aceros con contenido medio en carbono se consiguen mediante el uso de un aporte térmico elevado durante la soldadura y un tratamiento térmico posterior rápido.

¿Cuál es la diferencia entre las características de soldabilidad del acero termorresistente perlita y las del acero templado de bajo contenido en carbono?

Cuál es la diferencia entre el principio de selección de materiales de soldadura de acero resistente al calor perlita y acero de resistencia por qué?

Contesta: Las grietas por frío pueden producirse tanto en el acero termorresistente perlítico como en el acero templado y revenido de bajo contenido en carbono.

La zona afectada por el calor y las grietas de recalentamiento pueden sufrir endurecimiento y fragilización durante el tratamiento térmico o el uso prolongado a altas temperaturas.

Sin embargo, en los aceros templados y revenidos de bajo contenido en carbono, pueden producirse fisuras en caliente en los aceros con alto contenido en níquel y bajo contenido en manganeso. Además, una selección inadecuada de los materiales puede provocar grietas en caliente en el acero termorresistente perlítico.

A la hora de seleccionar el acero termorresistente Pearlitic, no sólo es importante tener en cuenta la resistencia del material, sino también los principios de uso de la junta a altas temperaturas.

También es crucial asegurarse de que los materiales de soldadura estén secos, ya que el acero termorresistente perlítico se utiliza a altas temperaturas y debe cumplir ciertos requisitos de resistencia.

Soldadura de acero inoxidable y acero resistente al calor

  • Acero inoxidable: Se refiere al acero utilizado en ambientes atmosféricos y medios químicos agresivos.
  • Acero resistente al calor: Incluye el acero resistente a la oxidación y el acero resistente a altas temperaturas. Por acero resistente a la oxidación se entiende el acero resistente a la oxidación a altas temperaturas y con bajos requisitos de resistencia a altas temperaturas.
  • Acero resistente a altas temperaturas: Se refiere al acero que no sólo tiene resistencia a la oxidación a altas temperaturas, sino que también tiene resistencia a altas temperaturas.
  • Resistencia térmica: Se refiere a la capacidad de resistir la fractura (resistencia a largo plazo) cuando se somete a altas temperaturas durante un período prolongado de tiempo o la capacidad de resistir la deformación plástica (resistencia a la fluencia) cuando se somete a altas temperaturas durante un período prolongado de tiempo.

Algunos conceptos:

Equivalente de cromo: La relación entre la composición y la estructura del acero inoxidable se representa en un diagrama. Los elementos que forman la ferrita se transforman en una suma de elementos de cromo (Cr), teniendo en cuenta su nivel de influencia. Esta suma se denomina equivalente de cromo, con un coeficiente de 1 para el cromo.

Equivalente de níquel: En el mismo diagrama, los elementos que forman la austenita se transforman en una suma de elementos de níquel (Ni), teniendo en cuenta su nivel de influencia. Esta suma se denomina equivalente de níquel, con un coeficiente de 1 para el níquel.

4750°C Fragilización: Esta forma de fragilización se produce cuando el alto contenido en cromo acero inoxidable ferrítico se calienta durante un periodo prolongado a temperaturas comprendidas entre 400°C y 540°C. Se denomina fragilidad 4750°C porque su temperatura más sensible se sitúa en torno a los 475°C. A esta temperatura, la resistencia y la dureza del acero aumentan, mientras que su plasticidad y tenacidad disminuyen considerablemente.

Modo de solidificación: El proceso de solidificación comienza con la cristalización, seguida de la finalización del proceso con la fase γ o δ.

Agrietamiento por corrosión bajo tensión: Se trata de grietas que se forman en un medio corrosivo débil por debajo del límite elástico del material, bajo la acción combinada de la tensión y el medio corrosivo.

σ Fragilización de fase: La fase σ es una fase compuesta intermetálica frágil, dura y no magnética con una estructura cristalina compleja y composicional.

Corrosión intergranular: Se trata de una corrosión selectiva cerca de los límites de grano.

Mecanismo de la deficiencia de cromo: La solución sólida sobresaturada de carbono se difunde hasta los límites de grano, formando carburo de cromo (Cr23C16 o (Fe, Cr)C6) con cromo cerca del límite y precipitando en el límite de grano. Dado que el carbono difunde mucho más rápidamente que el cromo, es demasiado tarde para que el cromo se complemente desde el interior del cristal hasta cerca del límite de grano, lo que da lugar a una fracción másica de Cr en la capa adyacente al límite de grano inferior a 12%, lo que se denomina "deficiencia de cromo".

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