Avaliação da microestrutura e das propriedades mecânicas da zona de solda de recuperação em aço inoxidável austenítico A351 grau CF8 soldado pelos processos GTAW e GMAW

Abstract

Produtos fundidos podem apresentar defeitos e necessitar de etapas de recuperação. Neste trabalho são comparados os resultados obtidos nos processos GTAW (com proteção de Ar) e GMAW (com proteção de Ar+2%vol O2) para soldagem de recuperação em aço inoxidável A351 grau CF8, cujos procedimentos de qualificação foram realizados conforme norma ASME IX. Amostras obtidas a partir de placas fundidas foram caracterizadas microestruturalmente por microscopia ótica e do ponto de vista da resistência à tração, ao dobramento, dureza, em temperatura ambiente e tenacidade ao impacto em temperatura criogênica (-196°C). Os micromecanismos de fratura atuantes nos ensaios de impacto foram analisados por microscopia eletrônica de varredura. Os resultados de ensaio de tração e dobramento indicam que ambos os processos de soldagem de recuperação apresentaram-se adequados, tomando por referência a especificação da norma. Em relação à tenacidade ao impacto as amostras submetidas ao processo de solda GTAW atenderam aos requisitos em todas as condições enquanto as amostras do processo GMAW apresentaram menores valores de tenacidade ao impacto para as diferentes posições de análise, no qual não foi atingido o mínimo de 41J a -196°C. Micromecanismos de alvéolos, quase clivagem e clivagem foram identificados em ambas superfícies de fratura. Nas amostras GMAW verifica-se uma maior incidência de quase-clivagem e presença de alvéolos menos desenvolvidos que nas amostras GTAW. Desta forma, apenas o processo GTAW teve seu procedimento de soldagem de recuperação qualificado. As hipóteses para a menor tenacidade das amostras GMAW indicam maior quantidade de inclusões não metálicas, especialmente óxidos derivados da reação entre a poça de solda e o gás oxigênio presente na mistura de proteção, maiores teores de Si no metal de adição e presença de morfologia mais frágil de ferrita delta ao longo do cordão de solda. As técnicas utilizadas não permitiram identificar a precipitação de fases fragilizantes (carbonetos e fase σ ), o que está coerente com as velocidades de resfriamento estimadas para os processos utilizados.

Cast products may have foundry defects and require recovery steps. In this work we compare the results obtained in GTAW (with air protection) and GMAW (with air protection + 2% vol O2) processes for recovery welding whose qualification procedures were performed according to ASME IX standard. Samples obtained from cast plates were characterized microstructurally by optical microscopy and from the point of view of tensile strength, bending, hardness, at room temperature and impact toughness at cryogenic temperature (-196 ° C). Fracture micromechanisms acting on impact tests were analyzed by scanning electron microscopy. The results indicate that both recovery welding processes were adequate, based on the standard specifications. Regarding impact toughness, samples submitted to the GTAW welding process met the requirements under all conditions while GMAW process samples showed lower impact toughness values for the different analysis positions, where the minimum of 41J was not reached. at -196 ° C. Dimples, near cleavage and cleavage micromechanisms were identified on both fracture surfaces. GMAW samples have a higher incidence of near-cleavage and less developed dimples than GTAW samples. Thus, only the GTAW process had its recovery welding procedure qualified. The hypotheses for the lower toughness of the GMAW samples indicate a larger amount of non-metallic inclusions, especially oxides derived from the reaction between the weld pool and the oxygen gas present in the shielding mixture, higher Si content in the filler metal and the presence of more morphology. brittle delta ferrite along the weld bead. The techniques used did not allow identifying the precipitation of embrittling phases (carbides and σ phase), which is consistent with the estimated cooling rates for the processes used.