MóduloII. Principios Básicos de Metalurgia [Modo de compatibilidad]

Principios básicos de MetalurgiaIntroducción.

La metalurgia es la ciencia y tecnología de los metales. El campo de la metalurgia puede dividirse en dos grandes áreas.

1.- La metalurgia de procesamiento o extractiva, que comprende la extracción de minerales, su concentración, la obtención y refinación de los metales y aleaciones a partir de sus respectivos minerales.

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2.- La metalurgia física que comprende el estudio de la estructura de los metales y aleaciones, sus propiedades físicas y mecánicas según las afectan las siguientes variables:

a.- Composición química.b.- Tratamiento mecánico; Cualquier operación que origine cambio de forma como

laminación, trefilación, moldeado. c.- Tratamiento térmico; la aplicación de calor y los efectos que las velocidades de

calentamiento y enfriamiento tienen sobre las propiedades del metal.

Principios básicos de MetalurgiaNaturaleza de los metales.Los metales están constituidos por átomos mas o menos ordenados en lo que se conoce como la red cristalina, donde los átomos tienen posiciones definidas,que varían de un metal a otro, determinando las propiedades de cada uno.

Los átomos se mantienen en sus posiciones debido a fuerzas de atracción yrepulsión, similares a las que experimentan las cargas eléctricas. Existe una distancia entre átomos a la cual no se atraen ni se repelen, se dice que están

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distancia entre átomos a la cual no se atraen ni se repelen, se dice que están en equilibrio. A una distancia menor se repelen y a una mayor se atraen.

Redes o estructuras cristalinas .Las estructuras cristalinas son configuraciones tridimensionales regulares de átomos. La regularidad de apilamiento de los átomos en los sólidos se debe a las condiciones geométricas impuestas por la direccionalidad de la unionescovalentes, la neutralidad eléctrica y la mínima compactabilidad de los átomos

Principios básicos de MetalurgiaDebido a que la estructura de un cristal perfecto es un diagrama regular de átomosdistribuidos en una red espacial, los ordenamiento atómicos pueden describirse especificando las posiciones atómicas de una unidad repetitiva de esa red espacial.Esta unidad se conoce como la celda unitaria de la estructura cristalina y su aristas son vectores que conectan dos puntos reticulares cualesquiera.

Las celdas unitarias idénticas de una red espacial particular llenan el espacio y

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generan la red espacial cuando se apilan cara a cara.

Existen catorce redes espaciales, conocidas como redes de Bravais, de las cuales estudiaremos con detenimiento dos de ellas, que corresponden a los sistemas cúbico centrado en las caras (fcc) y cúbico centrado en el cuerpo (bcc) por ser estos los sistemas en que cristalizan la mayoría de los metales incluyendo al hierro y cuyoconocimiento es de interés para comprender el estudio de las propiedades de los metales y aleaciones.

Metalurgia de la soldadura

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Estructura cúbica de caras centradas (FCC).En la estructura cúbica de caras centradas, los átomos se sitúan uno en cada vértice del cubo y otro en cada cara. Los átomos de cada cara están en contacto con los situados en los vértices.Los átomos de los vértices están compartidos con ocho cubos que existen alrededor y los de las caras con el cubo que tenga cara en común.

Principios básicos de Metalurgia

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Ubicación de los centros de los átomos Acomodamiento atómico Unidad repetitiva de la red FCC

Número de átomos por celda = 8 átomos de los vértic es x 1/8 = 16 átomos de las caras x1/2 = 3

Total de átomos por celda = 4

Factor de acomodamiento = Vol. atómico / Vol. de celda = 0.74

Principios básicos de MetalurgiaLa estructura cúbica de caras centradas es mas común entre los metales que la decuerpo centrado. Entre los metales que la presentan están: Cu, Ag, Al, Pb, Ni

Estructura cúbica de cuerpo centrado (BCC)

El átomo situado en el centro del cubo esta en contacto con los ubicados en los vértices pero estos no tienen contacto entre si.

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Número de átomos por celda = 8 átomos de los vértic es x 1/8 = 11 átomos en el centro del cubo = 1

Total de átomos por celda = 2

Unidad repetitiva de la red BCC

Factor de acomodamiento = Vol. atómico / Vol. de celda = 0.68

Ubicación del centro de los átomos Acomodamiento ató mico

Principios básicos de MetalurgiaIntroducción a la teoría de las aleaciones.

Los diversos requerimientos de la industria obligan a diseñar nuevas aleaciones, ya que los metales puros, pocas veces reúnen las propiedades exigidas para cumplir con tales requerimientos.

Una gran variedad de propiedades puede lograrse gracias a que la influencia de un elemento sobre otro es también sumamente variada. Así se añade carbono al hierro para fabricar los aceros mejorando la resistencia mecánica o buscando su facilidad para el temple o endurecimiento. Se añade cromo y níquel además de carbono para obtener

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el temple o endurecimiento. Se añade cromo y níquel además de carbono para obtener aceros con mayor tenacidad y/o mas resistentes a la corrosión.

Aún el estudio de los metales puros exige el conocimiento de la aleaciones, pues siempre contienen impurezas que forman algunas veces verdaderas aleaciones.

Definición.Una aleación es un producto homogéneo, formado por la unión íntima de un metal conotro u otros metales o no metales, de manera que el producto resultante tenga carácter metálico.Las aleaciones se obtienen generalmente por fusión con la condición de que existasolubilidad entre los componentes…..

En caso de que no exista solubilidad, los componentes se separarán por orden de densidades. Cuando la solubilidad sea limitada, el exceso de elementos aleantes se separará de acuerdo a su densidad….

La tercera condición exige no solo que entre componentes existan enlaces metálicos, sino que estos enlaces subsistan después de mezclarlos. Si existen enlaces iónicos u homopolares se formarán compuestos químicos y se perderá el carácter metálico. El NaCl.

Puede decirse que el diseño de una aleación consist e en la adición de

Principios básicos de metalurgia

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Puede decirse que el diseño de una aleación consist e en la adición de átomos extraños a un determinado metal, siempre que el producto conserve en estado sólido, el carácter metálico.

Enlaces metálicos :Consiste en un conjunto de cargas positivas formadas por átomos metálicos desprovistos de sus electrodos de valencia, los cuales son compartidos por todos los cationes generando la unión de estos. Los electrones pueden moverse libremente entre los cationes, lo cual influye en las propiedades tales como la habilidad para conducir la electricidad.

Principios básicos de metalurgia.

Los conceptos de solvente y soluto.

Los átomos extraños al ubicarse en la red cristalina del metal y siendo solubles, pueden formar compuestos químicos o soluciones sólidas según exista o no afinidad química entre los componentes.

Los compuestos químicos exigen una proporción definida de sus componentes, además de presentar una red espacial característica que puede coincidir o no con la de los componentes…..

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de los componentes…..

En las soluciones sólidas los átomos de los componentes aparecen distribuidos en la misma red espacial de algún componente y forman un mismo cristal.

Cuando los elementos aleados tienen la misma red cr istalina, se llama solvente al que está presente en mayor proporción y soluto a l de menor proporción.

Si la aleación presenta diferente red cristalina, s e llama solvente al que conserva su red y soluto a los demás. Ej. En aleaciones Cr ( BCC)-Ni (FCC). El solvente es el Ni por ser BCC la red que presenta la aleación

Principios básicos de MetalurgiaSe forman soluciones sólidas cuando la solubilidad se conserva en estado sólido y existen enlaces metálicos. La soluciones sólidas se diferencian de los compuestos químicos en que:

� Su enlace es metálico y no iónico.� Las concentraciones pueden ser variables y en algunos casos en cualquier proporción

Ej. Aleaciones Cu-Ni, mientras en los compuestos químicos rige la Ley de las proporciones definidas…

� En las soluciones sólidas como en las líquidas, puede haber un límite de saturación o

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Tipos de soluciones sólidas.� Soluciones sólidas por sustitución: son soluciones donde los átomos del soluto se

sitúan en los nudos de la red cristalina del solvente desplazando los átomos de este.

� En las soluciones sólidas como en las líquidas, puede haber un límite de saturación o existir solubilidad ilimitada..

� Subsiste la red cristalina del solvente, mientras en los compuestos químicos apareceuna red cristalina característica no dependiente de los componentes.

En una aleación de concentración atómica 25% Cu y 75% Ni, a cada celda unitaria corresponderá un átomo de Cu en promedio. Pero en general los átomos de Cu están distribuidos al azar…. Se dice que la red está desordenada.

Principios básicos de MetalurgiaPuede ocurrir que los átomos del soluto se ubiquen en lugares bien determinados, dando origen a las redes ordenadas o súper-redes.

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Solución sólida por sustitución al azarEj. aleaciones Cu-Zn y Cu-Ni.

Solución sólida por sustitución ordenada

Cuando los átomos del solvente y del soluto pueden sustituirse en cualquier proporción,se dice que se ha formado una serie contínua de soluciones sólidas. Ej las aleaciones de Cu-Ni y de Au-Ag.

Principios básicos de Metalurgia� Soluciones sólidas intersticiales: Se presentan cuando los átomos del soluto se

ubican en los intersticios (espacios vacios entre átomos) de la red del solvente.

Es posible calcular la relación entre diámetro del átomo del soluto (d) y diámetro del átomo del solvente (D): Relación d/D para predecir este tipo de solución.

Los factores que influyen en la formación de soluciones sólidas están establecidos por las Leyes de Hume Röthery.

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Solución sólida por intersticios: carbono en hierro FCC a temperaturas mayores a 910° C.

Principios básicos de Metalurgia.Diagrama de fases o de equilibrio.

Se han definido las fases de un material como como regiones que difieren entre sí en composición, estructura o ambas a la vez.Aunque el estado de agregación (sólido, líquido o vapor) sea una parte de la descripción estructural de un material, no es suficiente en todos los casos. Un elemento, compuesto o aleación sólida puede existir en una de varias fases con diferentes estructuras cristalinas.

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Puede también encontrarse que un material formado por dos componentes, presente dos fases líquidas con diferentes composiciones cuando está fundido.

Con el fin de describir totalmente la estructura de un material, se ha trazado mapas que muestran las fases existentes y sus cantidades relativas de un material, en función de la temperatura, presión y composición total del material.

En el caso de un material, en el que cada fase está en equilibrio con su entorno. Tales mapas reciben el nombre de diagramas de equilibrio, en caso contrario se les llama diagramas de fases.

Principios básicos de MetalurgiaCoordenadas de los diagramas de equilibrio

Para que el estado de un sistema en equilibrio quede bien determinado, es necesario conocer los valores de tres variables independientes. Estas variables cuyos valores dependen de causas exteriores al sistema son: Temperatura, presión y composición.

Si se supone que la presión se mantiene constante e igual a la atmosférica, como realmente ocurre en la mayoría de los procesos de la metalurgia; se tiene que los diagramas de equilibrio indican las modificaciones que experimenta la estructura del metal

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diagramas de equilibrio indican las modificaciones que experimenta la estructura del metal o aleación que se esta considerando al variar solo la temperatura y la composición

De acuerdo a lo antes expuesto un diagrama de equilibrio es un sistema de coordenadas, en el que se suele representar en el eje de ordenadas las temperaturas en grados centígrados o fahrenheit y en el eje de abscisas la composición de la aleación expresada por los porcentajes en peso de sus componentes.

Principios básicos de MetalurgiaImportancia de los diagramas de equilibrio

Los diagramas de equilibrio son gráficos que muestran las fases presentes en un metal o aleación y que se encuentran en equilibrio con su entorno

Cuando se interpretan adecuadamente muestran el número de fases presentes, sus composiciones y cantidades relativas de cada una de ellas en función de la temperatura y composición del metal o aleación si se considera la presión como constante.

Aunque la mayoría de los metales o aleaciones de uso en ingeniería existen en estado

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Aunque la mayoría de los metales o aleaciones de uso en ingeniería existen en estado metaestable, todo cambio será hacia el equilibrio.

A continuación se muestra la forma en que se desarrolla un diagrama de equilibrio

Desarrollo del diagrama de equilibrio Pb- Sn

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Diagrama Hierro-Carbono

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Fe 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 % C

% Fe % C

Diagrama Hierro-Carbono

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Partes de la unión soldada.Una junta soldada está conformada por diferentes zonas: el cordón de soldadura, la zona afectada por el calor y el metal base no afectado térmicamente.

Cordón de soldadura


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La metalurgia de cada una de estas zonas está muy relacionada con las características del metal base, el metal de aporte y el procedimiento de soldadura aplicado.

Material base no afectado térmicamente


Macrografías que muestran las zonas ZAC y el metal base

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Metalurgia de la soldadura� Cordón de soldadura.

Es la región que ha sido fundida durante el proceso de soldadura y esta constituidapor metal de aporte y metal base.La composición del cordón de soldadura depende de la relación entre la cantidad dematerial base fundida y la cantidad de material de aporte agregada durante la soldadura. Esta relación se conoce como Dilución…..

Adicionalmente otros elementos presentes en el área de soldadura pueden afectar la composición del cordón si entran en contacto con el metal fundido.Elementos tales como el oxígeno, el nitrógeno y el hidrógeno pueden aparecer como

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Elementos tales como el oxígeno, el nitrógeno y el hidrógeno pueden aparecer como contaminantes cuando el metal fundido no se protege adecuadamente de la atmósfera.

� La zona afectada por el calor.Es la zona que por estar adyacente al metal fundido, es afectada por el calorgenerado durante el proceso de soldadura. Esta zona se define frecuentementeen función de su dureza (determinando perfiles de dureza) o de su microestructura.

Los fenómenos metalúrgicos que ocurren en esta zona son determinados por los ciclos térmicos que sufre el material


1335 °F

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1000 -

El diagrama muestra la variación de la temperatura que se alcanza en diversos planos de la ZAC de una unión soldada de acero 0,30%C.Gran parte de esta zona se ha calentado a temperaturas superiores a A1

Metalurgia de la soldaduraPlano 1.Se ha calentado por encima de 2400°F (1315°C). Se forma austenita de grano grueso, puesto que a esa temperatura se produce crecimiento de grano.

Plano 2.Se ha calentado a 1800°F (982°C) y se ha austenizado totalmente. No ha tenido lugar el crecimiento de grano y si puede haberse afinado algo.

Plano 3.Se ha calentado por encima de la línea A3, temperatura que no es suficientemente elevada para homogeneizar por completo la austenita.

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elevada para homogeneizar por completo la austenita.

Plano 4.Esta zona se ha calentado aproximadamente a 1400°F (760°C) comprendida entre A1 y A3. Parte de la estructura se transforma en austenita y la mezcla de estructuras resultantes durante el enfriamiento puede degradar las propiedades de impacto de la junta soldada.

Plano 5.Esta zona se ha calentado a 1200°F (649°C) inferior A1 y por lo tanto no ha habido transformación. El metal conservará su estructura de ferrita y cementita pero se habrá ablandado y a la vez globulizado los carburos de hierro…

Metalurgia de la soldadura� El metal base.

La tercera zona que compone la unión soldada es el metal base, la mayoría de los metales que se utilizan en ingeniería son soldables. La selección de un material para una aplicación que involucre soldadura, requiere que se considere su soldabilidad.Entendiéndose por soldabilidad, la capacidad de un metal o combinación de metales de ser soldados en condiciones de fabricaci ón y comportarse satisfactoriamente en el servicio requerido .

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El ciclo térmico que experimenta el material base durante la soldadura depende de la cantidad de calor suministrada durante el proceso de soldadura, la temperatura inmediata antes de soldar y del espesor y geometría de la junta a soldar.Mediante el control de los dos primeros factores se puede modificar en cierta forma, las características de la zona afectada por el calor.

Efectos que generan en el material base los ciclos térmicos de la soldadura

Entre los efectos que se producen en el material base como consecuencia de los ciclos

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Entre los efectos que se producen en el material base como consecuencia de los ciclos térmicos están:

� Cambios microestructurales; disolución o precipitación de fases, crecimiento de grano.� Variación de las propiedades mecánicas: resistencia a la cedencia, resistencia a la

tracción, tenacidad, dureza, etc.� Disminución de la resistencia a la corrosión.� Generación de esfuerzos residuales.

Metalurgia de la soldaduraSuministro de calor (calor aportado).

El calor suministrado durante el proceso de soldadura afecta la temperatura y velocidades de enfriamiento del cordón de soldadura y de la zona afectada térmicamente. Al aumentar el suministro de calor, se obtienen mayores temperaturas y menores velocidades de enfriamiento.

En ciertas aplicaciones se requiere de un mínimo suministro de calor para evitar el agrietamiento del material, mientras que en otras se especifica un máximo para prevenir

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agrietamiento del material, mientras que en otras se especifica un máximo para prevenir su ablandamiento como en el caso de los aceros templados y revenidos, o para prevenir problemas de corrosión como en los aceros inoxidables austeníticos.

Los factores que determinan el aporte de calor en un procedimiento de soldadura son: el voltaje de soldadura, la intensidad de corriente y la velocidad de avance. Esta entrada de calor se especifica en unidades de energía por unidad de longitud por ejemplo joules/mm.o Joules/ pulgada.

Q(joules/pulg)= E(voltios)x I(amperios)x 60/v(veloc idad en pulg/minuto

SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE BAJO CARBONO.Los aceros de bajo carbono pueden dividirse en dos grupos: el primer grupo con hasta 0.15%C , tienen además normalmente de 0.30 a 0.60% Mn.El segundo grupo contienen de 0.15 a 0.29%C y hasta 1.65%Mn constituyen los aceros para usos estructurales.Estos dos grupos de aceros son perfectamente soldables con cualquiera de los procesos conocidos, sin necesidad de aplicar técnicas especiales de tratamiento térmico


SOLDABILIDAD DE ACEROS DE MEDIANO Y ALTO CONTENIDO DE

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SOLDABILIDAD DE ACEROS DE MEDIANO Y ALTO CONTENIDO DE CARBONO.En este grupo de aceros el principal problema consiste en el endurecimiento de la zona afectada por el calor, dicho endurecimiento depende del contenido de carbono y de la velocidad de enfriamiento; este endurecimiento aumenta con el contenido de carbono hasta 0.60%, después a pesar del incremento del carbono no se modificará la dureza.Por tanto las precauciones a tomar en la soldadura de un acero con 0.60%C serán aplicables a aceros con mayores contenidos de carbono.

A continuación se muestra un gráfico ilustrativo de la influencia del contenido de carbono en las propiedades del acero incluyendo la soldabilidad.

Mejores propiedades mecánicas. � Resistencia a la tracción.

� Límite de fluencia.� Tensión permitida.� Dureza y templabilidad.� Resistencia a la abrasión.


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Contenido de carbono0,2% C

� Alargamiento.� Resistencia al choque.� Maquinabilidad.� Capacidad de estampado profundo� Soldabilidad.

AISI/SAE % C %Mn

Espesor de la pieza a soldar (mm).

2.5 5 10 25 50 250

1030 0.28 - 0.34 0.60 - 0.90 --------- ----------- 70°C 180°C 220°C 250°C

1035 0.32 – 0.38 0.60 – 0.90 ---------- ----------- 140°C 220°C 260°C 290°C

1040 0.37 – 0.44 0.60 – 0.90 ---------- 130°C 240°C 290°C 320°C 330°C

1045 0.43 – 0.50 0.60 – 0.90 60°C 240°C 300°C 340°C 360°C 370°C

Composición química, % Peso

Temperaturas de precalentamiento para soldadura SMA W de aceros al carbono


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1045 0.43 – 0.50 0.60 – 0.90 60°C 240°C 300°C 340°C 360°C 370°C

1050 0.48 – 0.55 0.60 – 0.90 170°C 290°C 330°C 360°C 380°C 390°C

1052 0.47 – 0.55 1.20 – 1.50 200°C 300°C 340°C 390°C 390°C 400°C

1055 0.50 – 0.60 O.60 – 0.90 240°C 320°C 350°C 380°C 400°C 410°C

1060 0.55 – 0.65 0.60 – 0.90 280°C 340°C 370°C 400°C 420°C 430°C

1065 0.60 – 0.70 0.60 – 0.90 320°C 370°C 400°C 430°C 440°C 450°C

1070 0.65 – 0.75 0.60 – 0.90 330°C 380°C 410°C 440°C 450°C 460°C

1080 O.75 – 0.88 0.60 – 0.90 380°C 420°C 450°C 470°C 480°C 490°C

1085 0.80 - 0.93 0.70 – 1.00 400°C 440°C 460°C 480°C 490°C 500°C

1090 0.85 – 0.98 0.60 - 0.90 410°C 450°C 470°C 490°C 500°C 510°C

SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE BAJA ALEACION.

En los aceros de baja aleación se tiene además del carbono otros elementos aleantes, algunos de los cuales contribuyen con efectos similares al carbono sobre el endurecimiento de la ZAC. Por consiguiente debe tomarse en cuenta su influencia en la soldabilidad.

En los aceros de baja aleación se utiliza como índice de soldabilidad el Carbono Equivalente (C ), que considera el

METALURGIA DE LA SOLDADURA

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soldabilidad el Carbono Equivalente (CE ), que considera el efecto de los elementos aleantes.Existen varias fórmulas para calcular el carbono equivalente, según los diferentes investigadores del fenómeno de la soldabilidad en los aceros.

Una de las fórmulas mas utilizada es la propuesta por el Instituto Internacional de Soldadura (IIW):

CE = %C + %Mn + %Cr + %Mo + %V + %Ni + %Cu 6 5 15

Cigüeñales de acero de baja aleación

CE PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA.

<0.40 SOLDABLE CON ELECTRODOS CELULÓSICOS. EJEMPLO: E6010, E7010

0.40 - 0.48 SOLDABLE CON ELECTRODOS CELULÓSICOS CON 150ºC – 200ºCDE PRECALENTAMIENTO.SOLDABLE CON ELECTRODOS BÁSICOS SIN PRECALENTAMIENTO.

PRECAUCIONES EN LA SOLDADURA PARA LOS VALORES DEL C E


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SOLDABLE CON ELECTRODOS BÁSICOS SIN PRECALENTAMIENTO.EJEMPLO: E7016, E7018.

0.48 - 0.55 SOLDABLE CON ELECTRODOS CELULÓSICOS PRECALENTANDO DE200ºC – 370ºC.SOLDABLE CON ELECTRODOS BÁSICOS PRECALENTANDO DE 150ºC – 200ºC.SOLDABLE CON G.M.A.W. (MICROWIRE).

>0.55 PUEDE SOLDARSE CON: ELECTRODOS BÁSICOS CON 200ºC – 370ºCDE PRECALENTAMIENTO.G.M.A.W. (MICROWIRE).


Soldabilidad de los aceros al C-Mo y al Cr-Mo

� Estos grupos de aceros se conocen como aceros refractarios, en cuyacomposición química incluye el Cr y el Mo en diferentes proporciones.

La función de ambos elementos es distinta y complementaria. así:

� El cromo (Cr) mejora la resistencia a la oxidación frente a un gran númerode agentes corrosivos, formando una capa de óxido de cromo adherida a lasuperficie del metal y resistente al fenómeno de descamación.

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superficie del metal y resistente al fenómeno de descamación.

� El molibdeno (Mo) mejora la resistencia a la fluencia en caliente (Creep),evitando que el acero experimente un alargamiento continuo y progresivo,fenómeno que se presenta con el tiempo, cuando el acero se encuentra sometido a temperaturas altas, aún cuando la tensión que soporta searelativamente baja



Para comprender el comportamiento de los aceros aleados al C-Mo, se expone a continuación los fenómenos que ocurren con la temperatura.

� Con la exposición en servicio a altas temperaturas de los aceros al C-Mo,ocurre en su estructura metalúrgica el fenómeno de grafitización, que consiste en la descomposición de la cementita en sus componentes primarios.

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� El carbono procedente del carburo de hierro (cementita) se sitúa en loslímites de grano en forma de grafito, comenzando el proceso en torno alos 430 ºC en los aceros al carbono y a los 450ºC en los aceros al C-Mo.

� El fenómeno depende de la temperatura y del tiempo de permanencia

� Por las razones expuestas, el límite de utilización de los aceros al carbonose limita a un máximo de 400ºC y los aceros al C-Mo hasta los 420ºC



� La adición de Cr y Mo da lugar a la formación de carburos complejos del tipo(Fe-Cr-Mo)23C6 de grano muy fino y muy dispersos en la red cristalina que se fijan en los planos de contacto aumentando su nivel de roce. Otros elementosgeneradores de carburos son: V, W, Ti, Nb.

� El resultado es la conservación de características mecánicas hasta temperaturas de servicio de 500 a 550ºC, en función del contenido deelementos de aleación y del nivel de tensiones.

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elementos de aleación y del nivel de tensiones.

Acero %C %Mn %Si %Cr %Mo %P %SC-½%Mo 0,20 0,90 0,15-0,40 - 0,45-0,60 0,035 0,040

½%Cr-½%Mo 0,20 0,55-0,80 0,15-0,40 0,50-0,80 0,45-0,60 0,035 0,0401%Cr-½%Mo 0,17 0,40-0,65 0,15-0,40 0,80-1,15 0,45-0,60 0,035 0,040

1¼%Cr-½%Mo 0,17 0,40-0,65 0,50-0,80 1,00-1,50 0,45-0,65 0,035 0,0402¼%Cr-1%Mo 0,15 0,30-0,60 0,50 2,00-2,50 0,90-1,10 0,035 0,0355%Cr-½%Mo 0,15 0,30-0,60 0,50 4,00-6,00 0,45-0,65 0,040 0,0309%Cr-1%Mo 0,15 0,30-0,60 1,00 8,00-

10,000,90-1,10 0,030 0,030

Nota: un solo valor indica porcentaje máximo.

A continuación se muestran los aceros Cr-Mo mas utilizados en la industria

� Para la soldadura de los aceros al C-Mo y al Cr-Mo, son aplicables todos los procesos de soldadura: SMAW, GTAW,SAW, GMAW, FCAW.Ya sea con carácter exclusivo o combinados.

� Los materiales de aporte deben ser de características similares en cuanto acomposición química y propiedades mecánicas

A continuación se muestran las propiedades mecánicas de los aceros C-Mo y


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Acero Límite elástico(Kg/mm2)

Carga de rotura(Kg/mm2)

Alargamiento(%)

Estricción(%)

C-½%Mo 28,0 49,4 21 -½%Cr-½%Mo 23,2 38,7 22 -1%Cr-½%Mo 23,2 38,7 22 -

1¼%Cr-½%Mo 24,6 42,3 22 -2¼%Cr-1%Mo 21,0 42,3 18 455%Cr-½%Mo 21,0 42,3 18 459%Cr-1%Mo 21,0 42,3 18 45

Nota: Valores mínimos usuales

A continuación se muestran las propiedades mecánicas de los aceros C-Mo y Cr-Mo mas utilizados en la industria.

Acero CódigoASME

Compañíanorteamericana

Compañíaespañola

C-½%Mo 80 mín - 150-200

½%Cr-½%Mo 80 ” - 150-200

1%Cr-½%Mo 120 ” 100-150 200-250

1¼%Cr-½%Mo 120 ” 100-150 200-250

Temperaturas de precalentamiento en ºC



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1¼%Cr-½%Mo 120 ” 100-150 200-250

2¼%Cr-1%Mo 150 ” 200-315 250-300

5%Cr-½%Mo 150 ” 200-315 250-300

9%Cr-1%Mo 200 ” 200-315 300-350

Precalentamiento con resistencia eléctrica

ACERO

ASTM Especificaciones (1) Recomendaciones de soldadura

No. Grado Electrodo

Temperatura de precalentamiento y entre pases (2) ºF

Tratamiento postcalentamiento (3) ºF

½ Mo A155 A335 A369

Diversos P1

FP1

E7018-A1 E7016-A1

Sobre 300 100 – 450

1150 - 1350

½ Cr – ½ Mo A155 A213 A335 A369

½ Cr T2 P2

FP2

E7018-B1 E8016-B1

100 – 450 1150 - 1350

1Cr - ½ Mo A155 1Cr E8018-B2 100 – 350 1150 – 1350

Tuberías de aceros al C-Mo y al Cr-Mo para procesos industriales


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1Cr - ½ Mo A155 A213 A335 A369

1Cr T12 P12

FP12

E8018-B2

100 – 350 1150 – 1350

1¼ Cr - ½ Mo A155 A199 A200 A213 A335 A369

1¼ Cr T11 T11 T11 P11

FP11

E8018-B2

100 – 350 1150 – 1350

2Cr - ½Mo A199 A200 A213 A369

T3b T3b T3b

FP3b

E8018-B3 E9018-B3

400 – 450 1250 – 1350

2¼ Cr – 1 Mo A155 A199 A200 A213 A335 A369

2¼ Cr T22 T22 T22 P22

FP22

E9018-B3

400 – 450 1300 – 1400 (4)

ACERO

ASTM Especificaciones (1) Recomendaciones de soldadura

No. Grado Electrodo

Temperatura de precalentamiento y

entre pases ºF Tratamiento

postcalentamiento (3) ºF

2½ Cr - ½ Mo A199 A200

T4 T4

E8018-B3 E9018-B3

400 – 450 1300 – 1400 (4)

3 Cr – 1 Mo A199 A200 A213 A335 A369

T21 T21 T21 P21

FP21

E8018-B6 (E502) E8016-B6 (E502)

500 – 600 1300 –1400 (4)

Tuberías de aceros al C-Mo y al Cr-Mo para procesos industriales cont.


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A369 FP21

5Cr - ½ Mo A155 A199 A200 A213 A335 A357 A369

5 Cr T5 T5 T5 P5 -

FP5

E8018-B6 (E502) E8016-B6 (E502)

600 – 700 1350 – 1400 (4)

7 Cr - ½ Mo A199 A200 A213 A335 A369

T7 T7 T7 P7

FP7

7 Cr - ½ Mo E8018-B8 (E505) E8016-B8 (E505)

600 – 800 1300 – 1400 (4)

9Cr – 1 Mo A199 A200 A213 A335 A369

T9 T9 T9 P9

FP9

12 Cr (E410) E8018-B8 (E505) E8016-B8 (E505)

600 – 800 1300 – 1400 (4)

39


PROBLEMAS QUE SE PRESENTAN EN LA SOLDADURA

Uno de los problemas que se presenta al soldar cierto tipo de materiales es el agrietamiento. Existen básicamente dos tipos de agrietamiento, el agrietamiento en frío y el agrietamiento en caliente.

� AGRIETAMIENTO EN FRÍO.Se presenta en la soldadura de los aceros, y se genera por la combinaciónsimultánea de tres factores:

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simultánea de tres factores:

1.- Presencia de hidrógeno en la soldadura que puede entrar en la soldadura a partir de fuentes de contaminación como: grasa o aceite enla superficie del metal base o material de aporte, humedad en el revestimiento de los electrodos, fundentes de soldadura, superficie dela pieza y gases de protección.

2.- Microestructuras susceptibles. Como regla general mientras mas duro sea el depósito de soldadura y la ZAC, mayor es la tendencia delos aceros al agrietamiento por hidrógeno………..

METODOS PARA EVITAR EL AGRIETAMIENTO EN FRÍO O POR HIDRÓGENO

1.- Evitar toda fuente de contaminación por hidrógeno en la junta a soldar y en losmateriales de aporte…...

2.- Utilizar fundentes y electrodos de bajos contenidos de hidrógeno. Se requiere decuidados especiales en el almacenamiento y manejo de este tipo de materiales paraevitar la absorción de humedad del ambiente….

3.- Evitar mediante el ajuste apropiado de las variables del procedimiento de soldadura, la


41

3.- Evitar mediante el ajuste apropiado de las variables del procedimiento de soldadura, laobtención de microestructuras propensas al agrietamiento.Estas variables incluyen el suministro de calor, la temperatura de precalentamiento, latemperatura entre pases y el tratamiento térmico posterior ala soldadura.

4.- Evitar la rigidez excesiva de las piezas a soldar y cualquier condición que pudiereoriginar altas concentraciones de esfuerzos, tales como desalineamientos…..

3.- Esfuerzos. En el material soldado se producen inevitablemente esfuerzos debido a las expansiones y contracciones a que estásometido el material como consecuencia de los ciclos térmicos que seproducen durante el proceso de soldadura.

Este tipo de agrietamiento se produce después que el material ha solidificado y enfriado, pudiéndose presentar incluso luego de varias semanas de haber puesto en servicio la pieza soldada.


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pieza soldada.

� AGRIETAMIENTO EN CALIENTE.El agrietamiento o fisuración en caliente se produce en la soldadura durante el enfriamiento, antes de que el material alcance la temperatura ambiente. Generalmente se produce en el depósito de soldadura (fisuras de solidificación), pero también pueden presentarse en la zona afectada por el calor (fisuras de licuación).

Los factores que determinan la aparición de este tipo de agrietamiento son:


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1.- La presencia de impurezas, tales como el azufre y el fósforo en los aceros y cobre en las aleaciones de aluminio. Los cuales forman compuestos de bajo punto de fusión que se segregan en la parte central de la soldadura o en los límites de grano de la ZAC permaneciendo en estado semisólido aún cuando el metal de soldadura haya solidificado y empezado las tensiones de contracción.

2.- La tendencia del material al agrietamiento, la cual depende de su composiciónquímica y microestructura. Entre los materiales que presentan mayor tendencia aeste tipo de agrietamiento están las aleaciones de aluminio, los aceros inoxidables austeníticos y la aleaciones de níquel.


3.- Los esfuerzos que se generan durante la ejecución de la soldadura debido a las expansiones y contracciones que experimenta el material

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MÉTODOS PARA EVITAR EL AGRIETAMIENTO EN CALIENTE

1.- No utilizar materiales propensos a este tipo de agrietamiento en construccionessoldadas. Aceros con alto contenido de azufre (aceros para maquinado),aleacionesaluminio-silicio son un ejemplo de estos materiales.

2.- Evitar en lo posible la rigidez excesiva en los componentes que se van a soldar.

3.- Seleccionar adecuadamente los materiales de aporte considerando su dilución

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3.- Seleccionar adecuadamente los materiales de aporte considerando su dilucióncon el metal base durante la soldadura…

4.- Evitar que el material base y los materiales de aporte se contaminen con pintura,grasas o huellas de marcadores que pudiesen introducir azufre u otroscontaminantes.


Los aceros inoxidables Austeníticos y su soldabilidad

Número AISI

Número UNS

Composiciones típicas

%C %Cr %Ni %Mo %Cb Otros Uso

304L S30403 0,04 19 9 General

316L S31603 0,03 17 12 2,5 Picaduras

347 S34700 0,08 19 9 0,8 Alta tempe.

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347 S34700 0,08 19 9 0,8 Alta tempe.

309 S30900 0,20 23 13 Alta temp.

310 S31000 0,25 25 20 Alta temp.

330 N08330 0,08 18 35 Alta temp.

320 20 33 2 0,5 3Cu Ácido sulfúrico

202 S20200 0,15 18 5 8Mn-0,2N

Alta resistencia

Número AISI

Número UNS


%C %Cr %Ni %Mo %Cb %N %Cu

316L S31603 0,03 17 12 2,5

Aceros inoxidables Austeníticos antifricción


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317L S31703 0,03 19 13 3,3

317LM 0,03 19 15 4,4

317LMN 0,03 19 15 4,4 0,15

904L 21 25 4,4 1,5

Cr Ni Mo N

254SMo 20 18 6 0,2

AL-6XN 21 24 6,5 0,2

Aceros inoxidables Super-Austeníticos


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Con mejores características de resistencia a la corrosión bajo tensiones en ambientes con cloruros

Problemas que se presentan en la soldadura de los aceros inoxidables


� En los aceros inoxidables Austeníticos, tanto la soldadura como la zona afectada térmicamente tienden a fisurar en caliente.

� El agrietamiento ocurre como resultado del efecto combinado de las tensiones de contracción y la presencia de impurezas tales como azufre, fósforo y/o aleantes como el silicio y niobio que son segregados en forma de compuestos de bajo punto de fusión, cuando la primera fase en solidificar es la austenita.

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� Para estos compuestos tanto la solubilidad como el coeficiente de difusión,son mucho mayores en la ferrita delta. Por tanto su distribución es mucho

mas homogénea cuanto mayor es el contenido de ferrita.

� Las grietas pueden aparecer en la etapa final de la solidificación del metal de soldadura, en forma longitudinal y en el centro del cordón, que es la última parte en solidificar. ( Fisuras de solidificación)

� Otra forma de fisurar se presenta cerca de la línea de fusión en la ZAT, donde los compuestos de bajo punto de fusión se segregan en los limites de grano como película líquida. (Fisuras de licuación)

� Debe garantizarse un bajo nivel de impurezas, en particular (S+P ) <0,03%

Formas de evitar el agrietamiento en caliente en aceros inoxidables Austenit.

� El contenido de carbono debe ser bajo < 0,12%

� Debe garantizarse una relación Mn/S > 20 para evitar fisuras de licuación en aceros con 0,20% C, y en lo posible los materiales base deben tener una

relación Mn/S ≥50 para disminuir notablemente el riesgo agrietamiento. � Cuando el metal base es susceptible a agrietamiento por licuación,


50

� Cuando el metal base es susceptible a agrietamiento por licuación, conviene seleccionar procesos de soldadura de bajo aporte de calor tal como GMAW en lugar de SAW.

� Asegurarse un cierto porcentaje de solidificación en estructura de ferrita delta. Esto se logra asegurando un balance de elementos ferritizantes con respecto a los elementos austenizantes. El diagrama de Schaeffler y el diagrama WRC-1992 permiten predecir la estructura del metal de soldadura mas favorable.

� Se considera que un contenido de ferrita delta entre 5 y 10% es idóneo para minimizar la posibilidad de agrietamiento.

� Exposición de los aceros inoxidables a temperaturas en el rango de 450-900°C (840-1740°F) causan precipitación de carburos de cromo del tipo M23C6 en los límites de grano.

Precipitación de carburos (Sensibilización) en aceros inox. Austeníticos

� Debido a que el carbono difunde mucho mas rápido que el cromo, el carbono proveniente del cuerpo del grano, difunde a los límites de grano


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cuerpo del grano, difunde a los límites de grano reaccionando con el cromo situado cerca del límite del mismo.

� Las regiones inmediatas al límite de grano se empobrecen de cromo y por tanto son susceptibles a la corrosión.

� Cuando se trata de soldadura el fenómeno se manifiesta en la ZAT, en forma de corrosión a lo largo de esta zona.

Sección de tubo con corrosión intergranular a lo largo de la zona afectada por el calor del cordón de soldadura

Precipitación de carburos (Sensibilización) en aceros inox. Austeníticos


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Sección transversal de la soldadura longitudinal del tubo que muestra una vista

ampliada de la corrosión

� Seleccionar metales de bajo contenido de carbono (< 0,03%)

� Seleccionar metales estabilizados con Ti o Nb (Cb) tipo AISI 321 y 347.

� Minimizar el suministro de calor a la pieza durante la soldadura. limitar la temperatura entre pases a un máximo de 200°C (preferiblemente a 150°C)

Recomendaciones para evitar la precipitación de carburos


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� Después de la soldadura, realizar un tratamiento térmico entre 900 y 1100°C para disolver los carburos, inmediatamente enfriar con agua. Es de hacer notar que este tratamiento debe aplicarse a toda la pieza y no únicamente a la zona de soldadura.

� En la mayoría de los casos el tratamiento térmico no es posible, por tanto sedeben aplicar las demás recomendaciones.

Agrietamiento por corrosión bajo tensiones

� Cloruros disueltos en agua promueven la corrosión bajo tensiones

� Debe existir presencia de tensiones, las tensiones residuales de soldadura a menudo son suficientes para desarrollar la corrosión bajo tensiones.

� Los aceros inoxidables Austeníticos 304 y 316 son mas susceptibles a la

corrosión bajo tensiones


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Formas de prevenirla

� Utilizar aceros con alto porcentaje de ferrita (aceros Dúplex o aceros

Ferríticos de tercera generación)

� Utilizar aceros con alto porcentaje de níquel, molibdeno y nitrógeno (súper-

austeníticos) o aleaciones de base níquel.


Recomendaciones para la soldadura de aceros Austeníticos

� Debe mantenerse al mínimo el calor aportado por unidad de longitud de cordón......

� Enfriar rápidamente para evitar la precipitación de carburos...

� Se recomienda conducir el electrodo sin o con mínima oscilación.� La relación ancho/profundidad del cordón debe

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� La relación ancho/profundidad del cordón debe mantenerse entre 1,2/1 y 2/1 para minimizar el efecto de fisuración en caliente.

� La temperatura entre pases debe limitarse a 150°C.

� La composición del electrodo debe ser igual o superior al grado del metal base.

� Es importante llenar los cráteres.

Metalurgia de la soldaduraRecomendaciones para la soldadura aceros Austeníticos cont.

� Mantenga los electrodos libres de humedad..

� Asegúrese que el metal base y los metales de aporte estén libres de contaminantes: sucio, grasa, etc.

� En cuanto sea posible use electrodos estabilizados con titanio, columbio (niobio) o tipo L (bajo carbono)...

� Si es posible seleccione un material de aporte

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� Si es posible seleccione un material de aporte para obtener un pequeño porcentaje de ferrita (entre 5 y 10%), para evitar la fisuración en

caliente.... � Use cepillos de acero inoxidable y piedras de

esmeril indicadas para acero inoxidable.

� Es necesario un tratamiento de acabado en la región de la soldadura.

Diagrama de Shafler


El diagrama de Shafler permite determinar la estructura metalografía de una aleación Cr-Ni conociendo la composición química de la misma.

Permite predecir el comportamiento de un deposito de soldadura respecto a la aparición de fisuras en caliente, fragilidad por fase sigma, fragilidad a temperatura ambiente .

Sirve para elegir el material de aporte mas indicado en el caso de

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Sirve para elegir el material de aporte mas indicado en el caso de soldadura de inoxidables disimiles, inoxidables a aceros al carbono o plaqueados de aceros al carbono con inoxidables.


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Diagrama de Shafler

Diagrama WRC-1992


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Aceros Inoxidables Ferríticos

� Presentan estructura cúbica de cuerpo centrado, son magnéticos y no susceptibles de tratamiento térmico.

� Presentan punto de fluencia mayor que los aceros inoxidables austeníticos

� Presentan corrosión intergranular por la precipitación de carburos y nitruros de cromo, por lo que requieren TT después de la soldadura. Para prevenir la corrosión intergranular se han desarrollado los AIF


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Para prevenir la corrosión intergranular se han desarrollado los AIF con Carbono y Nitrógeno bajos: C+N ≤ 250 ppm.

N ≤ 200 ppm

C ≤ 100 ppm� Presentan bajas la ductilidad y tenacidad en la ZAT causada por el

crecimiento de grano, la precipitación de carburos, la formación de fases duras (σ)y por la fragilización a los 475°C a exposiciones prolongadas.

Los aceros ferríticos de primera generación (Antigu os)

� Debido a sus contenidos de carbono, casi nunca son completamente ferríticos.

Tipo deAcero

Número UNS


%C %Mn %Si %Cr


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Acero

430 S43000 0,12 1,00 1,00 16-18

442 S44200 0,20 1,0 1,0 18-23

446 S44600 0,20 1,5 1,0 23-27

Ferríticos estabilizados de bajo costo

Tipo deAcero

Número UNS


%C %Mn %Si %Cr

409 S40900 0,08 1,0 1,0 10,5-11,75

405 S40500 0,08 1,0 1,0 11,5-14,5


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� Utilizados en sistemas de escape en automóviles, especialmente el 409.

� Las presentaciones en lámina se suelen soldar por resistencia, GMAW o GTAW con material de aporte. Con bajo aporte de calor para minimizar el crecimiento de grano.

Los aceros ferríticos modernos con bajos interstici ales

Tipo deAcero

Número UNS


%C %N %Cr %Mo %Ni Otros

18-2 S18200 0,02 0,02 18 2,0 --- 0,25Ti- 0,3Nb

26-1 S44626 0,003 0,008 26 1,0 ---- ------


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Sea Cure S44660 0,01 0,025 26 3,0 2,5 0,4Ti

29-4 S44700 0,005 0,01 29 4,0 --- -----

29-4-2 S44800 0,005 0,01 29 4,0 2,0 ------

� Presentan resistencia a la corrosión intergranular y bajo tensiones comparables al AISI 304, mientras su resistencia a la corrosión por picaduras es similar al AISI 316.

Aplicaciones delos aceros inoxidables ferríticos

� Componentes de refinerías de petróleo (Plantas de cracking)

� Mobiliario de uso doméstico.

� Industria automotriz.

� Industria petroquímica de detergentes y ácido nítrico.

� Presentan limitaciones debidas al crecimiento de grano


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� Presentan limitaciones debidas al crecimiento de grano en la ZAT. Lo cual se traduce en pérdida de tenacidad y ductilidad

Aceros Dúplex: Austeníticos-Ferríticos� Son aceros inoxidables que presentan una estructura mixta

con aproximadamente 50% ferrita y 50% austenita.

� La estructura dúplex se obtiene por tratamiento de solubilización entre 1020 y 1100°C y posterior enfriamiento en agua

En comparación con los aceros austeníticos y ferrít icos presentan:

� Mayor resistencia a la corrosión bajo tensiones, en rendijas y por


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� Mayor resistencia a la corrosión bajo tensiones, en rendijas y por picaduras en medios que contienen cloruros.

� Mejor soldabilidad que los aceros ferríticos.

� Mayor resistencia a la corrosión intergranular y a la fisuración en caliente.

� Mayores la resistencia mecánica y el límite elástico.

� Excelente resistencia a la corrosión en medios marinos.


Aceros Dúplex: Austeníticos-Ferríticos

� La resistencia a la corrosión por picaduras (pitting) puede evaluarse a través del Número Equivalente de resistencia a las Picaduras ( PREN )

PREN = %Cr + 3,3%Mo + 16%Ni

Debe cumplirse que PREN ≥30

� Las temperaturas de servicio se limitan a los 280°C, debido a que

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� Las temperaturas de servicio se limitan a los 280°C, debido a que presentan fragilización a 475°C en exposiciones prolongadas.

� Debido al alto punto de fluencia de los aceros dúplex (≥450 N/mm2). El ahorro en peso con relación al uso de acero AISI 316 puede ser superior al 25%.

� Se fabrican cada ves mas como sustitutos de los aceros inoxidables austeníticos.

Aplicaciones de los aceros dúplex:

� Componentes para manejo del crudo, gas natural y mezclas de agua- petróleo.

� Construcción de plantas en industria química.

� Plantas desalinizadoras.

� Componentes para la industria petrolera.


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� Componentes para la industria petrolera.

� Construcciones navales: Construcciones costa Afuera.

� Construcción de tanqueros para transporte de productos químicos.

� Por sus mejores propiedades mecánicas permite construcciones mas livianas.

Problemas que se presenta durante la soldadura los aceros Dúplex

� Al fundir el metal base, se pueden obtener contenidos muy altos de ferrita (Hasta 80%), lo cual conduce a problemas de corrosión y pérdida de resiliencia...

� Para recuperar las propiedades debería aplicarse tratamiento térmico de solubilización calentando a 2000°F y enfriando en agua para disolver las fases indeseadas.


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fases indeseadas.

� Debido a que la aplicación de tratamiento térmico de solubilización después de la soldadura resulta impracticable, las composiciones de los materiales de aporte se han modificado incrementando el níquel hasta 8-10%, para contrarrestar el fenómeno.

� Precipitación de carburos, dependiente de contenido de carbono..

� Formación de fase σ (Estructura dura y frágil) que se forma entre 550-900°C, la cantidad y velocidad de formación es mayor cuanto mayor sean los contenidos de Cr, Mo y Nb. Balances adecuados de estos aleantes, bajo contenido de C y algo de N reducen este problema.

Recomendaciones para la soldadura de aceros Dúplex

� Resecar los electrodos y los fundentes para SAW según indicaciones del fabricante para evitar la presencia de hidrógeno.

� No suele ser necesario precalentar, sin embargo para espesores mayores a 20 mm suele precalentarse de 100 a 150°C.

� Restringir la dilución con metales base de bajo nitrógeno a un


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� Restringir la dilución con metales base de bajo nitrógeno a un máximo de 30%

� Utilizar materiales de aporte con nitrógeno y altos contenidos de níquel (8-10%).

� Mantener la temperatura entre pases por debajo de 150°C.

� En procesos de soldadura GMAW o GTAW no utilizar gases que contengan hidrógeno.

NombreComún

Número UNS


%C %Cr %Ni %Mo %N Cu

2205 S31803 <0,03 21-23 4,5-6,5 2,5-3,5 0,08-0,20

2304 S32304 <0,03 21,5-24,5 3,0-5,5 0,05-0,60 0,05-0,20 0,05-0,60

Aceros Dúplex: Austeno-Ferríticos


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2304 S32304 <0,03 21,5-24,5 3,0-5,5 0,05-0,60 0,05-0,20 0,05-0,60

255 S32550 <0,04 24-27 4,5-6,5 2,9-3,9 0,10-0,25 1,5-2,5

2507 S32750 <0,03 24-26 6,0-8,0 3,0-5,0 0,24-0,32 <0,5

329 S32900 <0,08 23-28 2,5-5,0 1,0-2,0

S32950 <0,03 26-29 3,5-5,2 1,0-2,5 0,15-0,35

CD-4MCu <0,04 24,5-26,5 4,75-6,0 1,75-2,25 2,75-3,35

Aceros inoxidables martensíticos� Son magnéticos y endurecibles por tratamiento térmico

� Debido a su alta dureza son susceptibles al agrietamiento después de la soldadura

Tipo deAcero Número

UNS


%C %Cr %Ni %Mo Usos


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Acero UNS %C %Cr %Ni %Mo Usos

410 S41000 0,1 12 Turbinas

410NiMo 0,04 12 4 0,5 Turbinas

420 S42000 0,2 12 Rodillos

440A S44002 0,7 17 Paletas de turbinasResistencia a la

abrasión440B S44003 0,9 17

440C S44004 1,1 17

Recomendaciones para la soldadura de los Tipos 410 y 420

� Soldar con temperatura de precalentamiento y entre pases de 200-250°C. Manteniendo esta temperatura después de la soldadura durante 4 a 12 horas para eliminar el hidrógeno difusible....

� Los electrodos y el fundente para SAW deben secarse según instrucciones del fabricante para que el contenido de hidrógeno en la soldadura sea menor a 5ml / 100g.


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menor a 5ml / 100g.

� Use materiales de aporte de la misma composición cuando se requiera uniformidad de color y resistencia mecánica y a la fatiga.

� Cuando sea posible use materiales de aporte de bajo carbono: Ej. 410NiMo para soldar 410 o materiales austeníticos que mejoran la soldabilidad.

� Tratamiento térmico post-soldadura puede ser requerido para obtener las propiedades deseadas.

Recomendaciones para la soldadura de los Tipos 440A /B/C

� Precalentamiento y temperatura entre pases de 300-400°C.

� Inmediatamente después de la soldadura sin dejar enfriar: calentar de 650-700°C manteniendo por varias horas. Con el objeto de aliviar tensiones y mejorar la tenacidad.....

� Cuando se desee mayor dureza, inmediatamente después de la soldadura y sin dejar enfriar, calentar de 900-1000°C para luego


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soldadura y sin dejar enfriar, calentar de 900-1000°C para luego enfriar al aire.

� Los electrodos y el fundente para SAW deben secarse según instrucciones del fabricante para que el contenido de hidrógeno en la soldadura sea menor a 5ml / 100g.

� Si se requiere preferentemente resistencia a la corrosión, un aporte austenítico tipo 309 o dúplex tipo 312 presenta menos dificultades.

Para muy alta resistencia a la corrosión

� Aceros inoxidables completamente austeníticos con alto Molibdeno.

� Materiales con mayores cantidades de Molibdeno respecto a los aceros inoxidables:


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respecto a los aceros inoxidables:

Inconel 625 (9% Mo) – ENiCrMo-3

Hastelloy C-22 (13%Mo) – ENiCrMo-10

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MóduloII. Principios Básicos de Metalurgia [Modo de compatibilidad]