Effect of microstructure on tensile properties of austenite-ferrite welded joint

Efecto de la microestructura en las propiedades de tracción de la unión soldada austenita-ferrita

Se ha investigado la compleja microestructura de la unión soldada austenita-ferrita, centrándose en su influencia sobre las propiedades locales de tracción. Las propiedades de tracción (límite elástico y coeficiente de endurecimiento) se han evaluado utilizando el método de los elementos finitos para simular las distribuciones de deformación obtenidas experimentalmente. Se ha utilizado el modelo tridimensional de la probeta de unión en V con siete materiales diferentes, simulando dos metales base, el metal de soldadura y dos subregiones de dos zonas afectadas por el calor: grano fino y grano grueso. De este modo, se han evaluado las propiedades locales de tracción de toda la unión soldada de austenita-ferrita.

INTRODUCCIÓN

El análisis de la integridad estructural de las uniones soldadas requiere el conocimiento de la compleja distribución de tensiones y deformaciones en un material heterogéneo, formado por el metal de soldadura (WM), la zona afectada por el calor (HAZ) y el metal base (BM) de diferente microestructura y propiedades mecánicas [1-8]. Este problema es aún más complejo cuando se sueldan dos metales base diferentes, como en el caso de la unión soldada ferrita-austenita [9].

Debido a la gran complejidad de la microestructura de la ZAT y a su tamaño extremadamente pequeño en comparación con la WM y la BM, no es posible determinar las propiedades de tracción de la ZAT. Este problema también es pronunciado si se analiza la unión soldada ferrita-austenita, ya que se trata de dos ZAT diferentes [9]. Por lo tanto, es necesario estimar las propiedades de tracción de las ZAT. En este artículo se presenta un procedimiento de estimación de las propiedades de tracción de las ZAT, basado en la simulación numérica del experimento, consistente en la medición de la deformación con bandas extensométricas y cadenas.

MICROESTRUCTURA

La unión soldada ferrita - austenita se ha realizado con acero austenítico X6CrNiMo17.12.2 (EN 10088, marcado como X6 en este trabajo), y acero de alta resistencia y baja aleación NIOVAL 47 (marcado como M), mediante soldadura por arco metálico manual protegido (SMAW) y electrodo INOX 29/9 (marcado como ASW - all weld metal).

Las propiedades de tracción de ambos aceros y del electrodo se indican en la Tabla 1. Las composiciones químicas de ambos aceros y del electrodo todo metal de soldadura se indican en otro lugar [9].