HAZ microstructure in joints made of X13CrMoCoVNbNB9-2-1 (PB2) steel welded with and without post-weld heat treatment

Microestructura de la ZAT en uniones de acero X13CrMoCoVNbNB9-2-1 (PB2) soldadas con y sin tratamiento térmico pos-tsoldadura

El artículo presenta los resultados de la investigación de uniones soldadas a tope de acero X13CrMoCoVNbNB9-2-1. Las uniones se soldaron con tratamiento térmico posterior a la soldadura PWHT y sin PWHT, utilizando la técnica de cordón de revenido TBT. Tras la soldadura, la unión soldada con PWHT se sometió a un recocido de alivio de tensiones a 770 °C durante 3 horas. El alcance de las pruebas estructurales incluyó el examen microestructural de las áreas de la zona afectada por el calor de grano grueso (HAZ) de las uniones, la comparación de la morfología de estas áreas y la determinación de los tipos de precipitados de carburo de la zona afectada por el calor de grano grueso (CGHAZ) de las uniones soldadas con y sin PWHT.

INTRODUCCIÓN

La directiva de la UE de 2001 [1] impuso la necesidad de reducir las emisiones contaminantes a la atmósfera y disminuir los costes de generación de energía, lo que implicaba directamente la necesidad de aumentar la eficiencia de las unidades de las centrales eléctricas. En la última década se han realizado esfuerzos para desarrollar nuevas calidades de aceros estructurales cuyas propiedades mecánicas, es decir, la resistencia a la fluencia y al calor, sean lo suficientemente elevadas como para permitir la aplicación de dichos aceros a una temperatura de funcionamiento aún más elevada [2]. Un ejemplo de la búsqueda de nuevos materiales estructurales para la ingeniería energética es el proyecto de investigación europeo COST 536, que ha conducido al desarrollo del acero martensítico experimental de grado X13CrMoCoVNbNB9-2-1, designado temporalmente como PB2.

Los aceros de alta temperatura se caracterizan generalmente por una soldabilidad limitada. Por esta razón, después de la soldadura, las uniones deben someterse a PWHT, llevado a cabo principalmente con el fin de reducir las tensiones residuales de soldadura, así como para mejorar las propiedades plásticas de una soldadura y las de una ZAT [3].

En la práctica industrial, especialmente durante las soldaduras de reparación que suelen realizarse en objetos de gran tamaño, la realización de la PWHT de una unión puede ir acompañada de numerosas dificultades. En situaciones en las que, por razones técnicas, la realización de un tratamiento térmico convencional es limitada o imposible, se recomienda el uso de la TBT [4, 5]. Esta técnica consiste en una forma y secuencia específicas de realizar cordones individuales en la soldadura de manera que un ciclo térmico controlado pueda conducir a la obtención del efecto de revenido de la martensita formada durante el enfriamiento tanto en la soldadura como en la ZAT de la unión soldada [4, 5].