CARACTERIZACIÓN DE LOS PRECIPITADOS

CARACTERIZACIÓN DE LOS PRECIPITADOS PRESENTES EN SOLDADURAS
SIMULADAS MEDIANTE ENSAYOS DE GLEEBLE EN UN ACERO P91
A.L. Marzocca (a), R. Mazzina(b), M.I. Luppo (c), M. Zalazar (d)
(a)
Instituto Sabato, UNSAM-CNEA, Av. Gral. Paz 1499, (1650) Buenos Aires, Argentina, [email protected]
REDE-AR, TenarisSiderca, Campana, Buenos Aires, Argentina.
(b)
Gerencia Materiales, CAC-CNEA, Av. Gral. Paz 1499, (1650) Buenos Aires, Argentina.
(c)
Facultad de Ingeniería, UNCo, Buenos Aires 1400, Neuquén, Argentina
(b)
El acero P91 (9Cr1MoNbV) presenta excelentes propiedades mecánicas desde temperatura ambiente
hasta ∼ 600 ºC. El endurecimiento por precipitación es uno de los mecanismos más efectivos en estos
aceros, por lo que lograr la estabilidad de los mismos después de un proceso de soldadura es un factor
clave. Los precipitados presentes en la condición de normalizado y revenido del acero P91 son los M23C6
y los MX tipo I (NbCN), tipo II (VN) y tipo III o “wings” (placas de VN adheridos a precipitados
esféricos de NbCN) [1].
Mediante un simulador termomecánico Gleeble 3500 se reprodujo 3 ciclos térmicos de soldadura los
cuales alcanzaron una temperatura de 985 ºC (G985), 930 ºC (G930) y 897 °C (G897), que intentan
simular las zonas de grano crecido, intercrítica y de grano fino respectivamente. El primer ciclo se generó
con la información obtenida por una termocupla ubicada en una soldadura de pasada simple [2]. En los
otros ciclos se utilizó la misma curva temperatura vs tiempo que para el obtenido por la termocupla, pero
el enfriamiento se simuló mediante un software basado en la ecuación de Hannerz [3]. La identificación
de los precipitados se llevó a cabo mediante TEM en réplicas de carbono. En la tabla siguiente se
muestran los precipitados con sus correspondientes composiciones. Los números representan el orden en
que cada precipitado aparece según la fracción de volumen estimada.
M23C6
NbCN
VN
wings
G985
1º
-59,2Cr-30,7Fe-8,9Mo-1,7V
-33,3Cr-42,8Fe-23,8Mo
2º
-84,6Nb-9,4V-6Cr
3º
De 28,5V-49,6Nb-21,8Cr a
71V-14,6Nb-14,4Cr
G930
G897
1º
1º
-60,5Cr-30,7Fe-7,5Mo-1,3V -57,5Cr-31,2Fe-8,8Mo-1,6V
-32,1Cr-43,9Fe-24Mo
4º
-81,9Nb-11,3V-7,1Cr
2º
2º
-62,4V-21,6Nb-16Cr
-67,5V-14,7Nb-17,8Cr
3º
-VN esferoidizados
3º
-VN alargados
Los precipitados mayoritarios en el material base (MB) fueron los M23C6 (M = 55,4Cr-32,2Fe11,5Mo-0,9V). El siguiente fue el MX tipo II con (M = 55,3V-22,7Cr-22Nb) y por último los “wings” [4].
El incremento de la temperatura de soldadura produce una disminución del tamaño M23C6 y una
morfología que tiende a ser más esférica (Fig. 1 a, c y e). Además, para las dos temperaturas más altas,
algunos M23C6 presentan un alto contenido de Mo en su composición.
Los MX mayoritarios son los VN, excepto para la muestra G985 (Fig. 1 a, c, d y e). Con el incremento
de la temperatura se va produciendo una disolución de estas partículas las cuales se van volviendo más
esféricas presentado el mismo tipo de comportamiento que los precipitados M23C6. Incluso los VN que
forman parte de los “wings” pasan de ser alargados (Fig. 1 f) a ser esféricos en la muestra G930 (Fig. 1.
g) y desaparecer a los 985 ºC. Algunos de los VN presentes alta temperatura presentan un incremento en
el contenido de Nb. Los NbCN, ausentes en el MB y en la muestra G897, pasan de ser los MX
minoritarios en la muestra G930 a ser los MX mayoritarios en la muestra G985 (Fig. 1. a y b). Todas las
muestras presentan en muy baja proporción, los aglomerados de NbCN mostrados en la Fig. 1 b.
REFERENCIAS
[1] R.L. Klueh, Int. Mat. Rev. 50 (2005) 287.
[2] Y. Mansilla, M. Zalazar, Proc. Mat. Sci., en prensa.
[3] R. Mazzina, G. Gomez, M. Solano, T. Perez, E. Lopez, (2012), Trends in Welding Research.
[4] A.L. Marzocca, M.I. Luppo, M. Zalazar, Proc. Mat. Sci., en prensa.
Figura 1: Micrografías TEM (réplicas de carbono). a y b: G985; c y d: G930; e: G897; f: wings en G930 y
g: wings en G897.