The influence of the heat treatment on delta ferrite transformation in austenitic stainless steel welds

Influencia del tratamiento térmico en la transformación de ferrita delta en soldaduras de acero inoxidable austenítico

Las probetas soldadas con arco metálico protegido (SMAW) utilizando materiales consumibles austeníticos con diferentes cantidades de delta-ferrita se recuecen en el rango 650-750 °C durante 2-10 horas. Se utiliza el plan factorial 3³ con análisis de regresión de factores influenciados de los valores medidos de delta-ferrita. La transformación, es decir, la descomposición de la ferrita delta durante el recocido se analizó en relación con la resistencia a la fisuración de la soldadura mediante el examen metalográfico y el diagrama WRC-1992.

INTRODUCCIÓN

En las soldaduras de aceros inoxidables austeníticos en modo A, según Koseki at al [1], las regiones interdendríticas están enriquecidas en Cr y Ni, mientras que en el metal de soldadura en modo AF se produce un enriquecimiento significativo de Cr y un agotamiento de Ni. La ferrita se nuclea en las regiones ricas en Cr y pobres en Ni como una fase de no-equilibrio. Cuando se produce la solidificación en los modos FA y F, el núcleo de la dendrita está significativamente enriquecido en Cr y empobrecido en Ni. La segregación de Cr en ferrita y de Ni en austenita durante la solidificación desempeña un papel fundamental en la estabilización de la ferrita durante la posterior transformación en estado sólido. Las diversas morfologías de ferrita observadas a temperatura ambiente pueden interpretarse a menudo sólo en términos del modo de solidificación y la posterior transformación en estado sólido de ferrita a austenita (Figura 1). El cambio de composición puede considerarse en términos de la relación Creq/Nieq[2]. Para relaciones Creq/Nieq más elevadas, se produce la solidificación en modo AF, en la que la austenita es la fase primaria. Para relaciones bajas, se produce solidificación en modo A y no hay cambio en la estructura después de la solidificación, ya que no hay ferrita presente y una parte del líquido restante se solidifica como ferrita intercelular.

Al enfriarse a temperaturas más bajas, la mayor parte de la ferrita se transforma y la ferrita residual que queda en los núcleos dendríticos Crrich da lugar a la estructura característica conocida como ferrita vermicular. Para relaciones Creq/Nieq aún más altas en los modos FA y F, la ferrita es cada vez más estable y el límite de fase δ→δ+γ se produce a temperaturas más bajas. A medida que la cinética de transformación se hace lenta, se promueven morfologías alargadas de tipo acicular y Widmanstätten. El agrietamiento por solidifi cación se produce predominantemente por la segregación de solutos para formar fases de baja fusión, que bajo la acción de tensiones de contracción próximas a la solidifi cación provocan el agrietamiento.