Influencia del contenido de niquel en corrosion fatiga de soldaduras de inoxidables duplex en agua de mar / Segundo Aristides Tavara Aponte

Director: Dr. José Luis Otegui

Trabajo de tesis presentado para optar al grado académico de Doctor en Ciencia de Materiales

Tesis (Doctorado)--Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Dto Materiales, 1996.

de Ni como la mas promisoria. esta invetigación presenta originalidad, pues la mayoria de trabajos realizados hasta el momento se han concentrado en la determinación de las propiedades mecánicas y la comprensión de la metalurgia de los materiales no soldados. Sin embargo, la microestructura de los aceros inoxidables duplex es notablemente alterada al ser sometida a procesos que involucran calentamientos y enfriamientos como los que ocurren en una soldadura. Los resultados tienen importancia tecnológica, ya que permitirían su transferencia a industrias manufactureras de electrodos para la soldadura de aceros inoxidables duplex.

de Ni presenta una diferencia favorable respecto a la resistencia a la fatiga en aire y a la corrosión localizada evaluada en función del potencial de picado, en los resultados de corrosión fatiga se minimiza la diferencia en la resistencia a la corrosión fatiga entre estos electrodos. De acuerdo al alto precio del Ni y las vidas a la corrosión fatiga obtenidas, una relación de compromiso costo-vida en corrosión fatiga determina la elección del electrodo de 6,8

dúctil (6,8 y 8,9

Ni. El resto de elementos mantubieron una composición similar a la del material base un acero inoxidable fundido tipo Ferraliun 255. Las probetas fueron soldadas con la técnica de soldadura manual de arco de múltiples pasadas y sometidas a fatiga en flexión en tres puntos en aire y en agua de mar. Se monitoreó la propagación subcrítica de las fisuras usando la técnica de los extensómetros eléctricos (strain gages), y mediciones post-mortem mediante tintas penetrantes y marcas de playa (beach marks), obteniéndose la curva a-N. La evaluación de la propagación de fisuras por corrosión fatiga se hizo aplicando la Mecánica de Fractura Lineal Elástica (LEFM) aplicando la ley de Paris, la cual relaciona las velocidades de propagación da/dN en función de la amplitud del factor de intensidad de tensiones cíclico aplicado Ki, se usó la ecuación de Newman-Raju para calcular Ki. La caracterización de las inclusiones no metálicas en la superficie de fractura se uso microscopía electrónica de barrido (SEM) con EDX. Los resultados experimentales muestran el efecto beneficioso del Ni en la resistencia a la fatiga en aire (da/dN)2,7

. A pesar de que el electrodo que contiene 8,9

Los aceros inoxidables austeníticos son muy susceptibles a sufrir corrosión fatiga y corrosión bajo tensiones cuando son solicitados en medios que contienen iones cloruros. Los aceros inoxidables duplex surgen como alternativa metalúrgica para reemplazar a los aceros inoxidables austeníticos el contenido de Níquel juega un rol importante en estos mecanismos de falla. Los aceros inoxidables ferríticos también muestran mejor resistencia a estos tipos de ataque localizado que los austeníticos, pero presentan problemas de soldabilidad. El objetivo de este trabajo de investigación es evaluar el efecto del Níquel (Ni) como elemento de aleación en el material de aporte de electrodos experimentales para soldar aceros inoxidables duplex austeno ferríticos, en función de su resistencia a la corrosión fatiga en agua de mar normalizada. Para lo cual se prepararon cuatro tipos de electrodos experimentales variando el porcentaje de Ni, con las siguientes composiciones: 2.8, 4.7, 6.8, y 8.9

Ni (da/dN)8,9

Ni ÷ (da/dN)6,8

Ni ÷ (da/dN)8,9

Ni y en agua de mar. Se realizó un estudio fractográfico de las probetas usando técnicas de microscopía óptica y SEM, con la finalidad de estimar los mecanismos de propagación subcrítica de las fisuras en cada uno de los materiales. El Ni influencia en la metalurgia de las fases y su relación con el tipo de fractura: fractura frágil (2,8

Ni) a 100

Ni) los análisis de los posibles mecanismos de propagación de fisuras por corrosión fatiga son: clivaje (2,8

Ni) y solución anódica (6,8 y 8,9

Ni). De los resultados obtenidos de las propiedades mecánicas se concluye que el contenido de Ni óptimo para los electrodos experimentales, esta alrededor del 6,8

Ni, pero en corrosión fatiga la influencia del Ni es mínima (da/dN)4,7