Investigación sobre problemas de agrietamiento en caliente en la soldadura de acero inoxidable y aleaciones resistentes al calor

Acero inoxidable y resistente al calor., Las aleaciones resistentes a la corrosión se utilizan ampliamente en industrias como la del petróleo., químico, aviación, aeroespacial, energía nuclear, metalurgia, electricidad, transporte, textil, y electrónica. Estos materiales son apreciados por su capacidad antioxidante., resistente a la corrosión, resistente a la oxidación, y propiedades resistentes a altas temperaturas. Sin embargo, soldar estos materiales presenta desafíos importantes, particularmente con craqueo en caliente.

Tipos de grietas calientes

Las grietas calientes en la soldadura normalmente se dividen en tres categorías:

1. Grietas de solidificación:
   • Ocurren en el metal de soldadura..
   • Se forma en áreas de alta temperatura donde coexisten fases líquidas y sólidas..
2. Grietas de licuefacción:
   • Ocurren en la zona afectada por el calor o en la zona de recalentamiento de soldaduras multicapa..
   • También se forma en áreas de alta temperatura con fases líquidas y sólidas bajo tensión térmica..
3. Grietas de baja plasticidad:
   • Ocurren a temperaturas más bajas..
   • Aparecen en el área de grano grueso de la zona afectada por el calor y no están relacionados con la fase líquida..

Sensibilidad a las grietas de solidificación

En soldadura de acero inoxidable, las grietas de solidificación son una preocupación importante. La sensibilidad de estas grietas depende del contenido de ferrita delta.. Es menos probable que se produzcan grietas cuando el contenido de ferrita está entre 5% y 20%. Sin embargo, cuando el contenido excede 40%, la sensibilidad a las grietas aumenta significativamente. Para evitar grietas por solidificación, La composición química del metal de soldadura se puede ajustar para mantener el contenido de ferrita dentro de unos pocos porcentajes..

Aleaciones a base de níquel

Aleaciones a base de níquel, como connickel 625 o 718, tienen un rango de temperatura frágil más amplio en comparación con Hastelloy X o C-276, haciéndolos más sensibles a las grietas de solidificación. Estas aleaciones contienen más Nb, que forma NbC, fase gamma (Ni3Nb), y fase de Laves. Durante la soldadura, Los eutécticos de fase γ/NbC o γ/Laves se forman en el área de solidificación final, provocando grietas de solidificación debido a sus bajos puntos de fusión. Elementos como C y Si también aumentan la sensibilidad al agrietamiento.. Además, El NbC no disuelto en el material original puede provocar grietas por licuefacción en la interfaz γ/NbC..

Factores que influyen en las grietas calientes

La aparición de grietas calientes en acero inoxidable y resistentes al calor., Las aleaciones resistentes a la corrosión están influenciadas por varios factores.:

• Composición y estructura de la aleación.:
  • La composición y estructura inherentes de la aleación del material son factores importantes..
• Inclusiones y elementos solutos:
  • Elementos como P, S, Pb, sn, y Zn crean sustancias de bajo punto de fusión que cubren los límites de los granos, causando grietas bajo pequeñas tensiones térmicas.
• Contenido de ferrita:
  • Para soldaduras de acero inoxidable austenita-ferrita, El contenido de ferrita afecta significativamente la sensibilidad a las grietas..
• Impurezas:
  • En soldaduras de acero inoxidable de austenita pura., un menor contenido de P+S reduce la sensibilidad a las grietas calientes.
• Formación eutéctica:
  • En aleaciones a base de níquel, elementos como Nb, do, y Si forman eutécticos de bajo punto de fusión, aumento de la sensibilidad al agrietamiento. Las impurezas como P y S en los límites de los granos también contribuyen a las grietas calientes..

En resumen, agrietamiento en caliente en soldadura de acero inoxidable y resistente al calor, Las aleaciones resistentes a la corrosión están influenciadas por la composición de la aleación., factores estructurales, inclusiones, elementos solutos, e impurezas. Controlar estos factores puede ayudar a mitigar el riesgo de grietas calientes..