EFECTO DE LOS PARÁMETROS DE SOLDADURA SOBRE LA MICROESTRUCTURA Y LA RESISTENCIA AL DESGASTE DE RECARGUES MARTENSÍTICOS DEPOSITADOS CON ALAMBRES TUBULARES METAL-CORED

Año de Publicación: 2011
Director: LUIS A. DE VEDIA Co-Directores ESTELA S. SURIAN HERNÁN G. SVOBODA
Tesista: AGUSTÍN GUALCO
Resúmen:
Se estudiaron las características microestructurales y las propiedades tribológicas del metal de aporte puro obtenido con un alambre tubular con relleno metálico (metal-cored), por el proceso de soldadura semiautomática con protección gaseosa (MCAW). Las variables estudiadas fueron: el procedimiento de soldadura (gas de protección: Ar-2%CO2 y Ar-80%CO2 y parámetros de soldadura: bajo y alto calor aportado) y el tratamiento térmico posterior. Para poder evaluar el efecto de los mismos sobre las características tribológicas de los depósitos, se realizó un estudio sistemático de dilución, se caracterizó la microestructura mediante microscopía óptica y electrónica, análisis químicos y mediciones de dureza y por último se estudió la resistencia al desgaste con un ensayo en seco bajo un sistema de deslizamiento puro con distintas condiciones de soldadura. También se tuvieron en cuenta distintas cargas aplicadas en el ensayo de desgaste y diferentes temperaturas de tratamientos térmicos. El objetivo de este trabajo fue relacionar los datos obtenidos y encontrar los vínculos existentes entre variables de proceso, tratamientos térmicos, microestructura, propiedades de dureza, resistencia al desgaste, oxidación y fricción. En general se encontró que soldar con el mayor calor aportado y con mayor contenido de CO2 en la mezcla gaseosa de protección produjo una mayor dilución, necesitándose 3 capas como mínimo para alcanzar la composición química del consumible. Para las probetas soldadas con menor calor aportado se encontró que en la segunda capa ya se alcanzó la composición química deseada. En cuanto a la composición química se observó que las probetas soldadas con mayor contenido de CO2 en el gas de protección presentaron la menor transferencia de elementos de aleación al metal depositado, como ser Mn y Si. Esto produjo un incremento de la temperatura de inicio de la transformación martensítica y una disminución en el contenido de austenita retenida. Este efecto no influyó significativamente sobre las propiedades del metal depositado. Se observó que para todas las probetas soldadas la microestructura estuvo formada por martensita, con una pequeña fracción de austenita retenida y carburos. La caracterización tribológica evidenció una capa de óxido superficial sobre todas las probetas ensayadas. El gas de protección y el calor aportado influyeron sobre el revenido en multipasadas y en consecuencia en la precipitación de carburos, siendo aquél mayor cuanto mayor fue el calor generado (mayor contenido de CO2 y parámetros más altos). Este revenido produjo un aumento de dureza y una reducción de la resistencia a la oxidación que en las probetas ensayadas a bajas cargas produjo una disminución de la resistencia al desgate oxidativo suave. Asimismo, las muestras tratadas térmicamente y ensayadas bajo las mismas condiciones presentaron precipitación de carburos y reducción de la resistencia al desgaste oxidativo suave. Para las probetas ensayadas a alta carga, el mecanismo de desgaste encontrado fue oxidativo severo. La resistencia del sustrato controló la resistencia al desgate. Las probetas soldadas con menor contenido de CO2 en la mezcla gaseosa y con menor calor aportado presentaron la menor dureza inicial y, por ende, la menor resistencia al desgaste. El tratamiento térmico post soldadura produjo endurecimiento secundario, lo que mejoró el comportamiento al desgaste para todas las condiciones. Los ensayos realizados bajo carga variable mostraron oxidación superficial y microfisuras debajo de la capa de óxido. El mecanismo de desgaste fue delaminación. Las probetas más duras presentaron la menor resistencia al desgaste. Los ensayos de desgaste realizados a elevadas presiones de contacto mostraron una fuerte deformación en la zona cercana a la superficie y extrusión de la superficie desgastada. La probeta tratada térmicamente que presentó mayor dureza inicial tuvo mejor resistencia al desgaste. Por último, se encontró que el tipo y el espesor del óxido formado sobre la superficie desgastada controlaron el coeficiente de fricción.

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