Estudio de la susceptibilidad a la corrosión intergranular de un acero inoxidable austenítico AISI 304L laminado en frío sometido a proceso de soldadura arco eléctrico TIG.

Abstract

Los aceros inoxidables austeníticos son una de las mejores aleaciones en los distintos campos de las industrias alrededor del mundo por sus propiedades anticorrosivas, mecánicas y bajos costos de producción comparados con otros aceros inoxidables como el martensítico o dúplex. Además, posee una mejor soldabilidad como a diferencia de los aceros inoxidable ferríticos, por ende, también es el más usado en este campo. Sin embargo, realizar una buena soldadura in situ está siempre limitado por factores externos, desde lo administrativo hasta la falta de personal capacitado, dando como consecuencias a soldaduras deficientes y de mala calidad, lo que puede producir grandes consecuencias. Por esto, la necesidad de contratar profesionales capacitados y con altos conocimientos de los procesos de soldadura y de las propiedades de los materiales a soldar es de suma significancia. La presente investigación se centró en el estudio del comportamiento de un acero inoxidable AISI 304L soldado, con el objetivo de evaluar la resistencia y susceptibilidad a la corrosión como las propiedades mecánicas en condiciones agresivas. Para esto, se soldó una placa acero inoxidable austenítico AISI 304L con laminación en frío a través de un procedimiento de soldadura TIG con el material de aporte AWS ER-308L. Se hizo una inspección visual, en el cual se encontró defectos como poros en el cordón de soldadura, exceso de material de aporte y contracciones. Posteriormente, se aplicó un tratamiento térmico de alivio de tensiones a 380°C por 4 horas y un tratamiento de sensibilizado a 650°C por 10 horas, definidas por las muestras A y B respectivamente del mismo material. Para determinar las características del material, se realizaron diferentes técnicas de caracterización como microscopia óptica, difracción de Rayos X y microscopía electrónica de barrido y espectroscopía de dispersión de energía (SEM-EDS, por sus siglas en inglés). De los cuales se encontró una composición química y microestructura de austenita y ferrita delta. Además, la muestra A presentó martensita inducida por deformación por el laminado en frío. Por otro lado, la muestra B se halló precipitados de carburo de cromo M23C6 debido al tratamiento térmico de sensibilización. Posteriormente, se evaluó mediante técnicas electroquímicas la resistencia y cinética de corrosión a través del ensayo Curva de Polarización Potenciodinámica Cíclica (CPP) en solución de 3.5% NaCl para las muestras en condiciones con y sin cámara de niebla salina. Se demostró que las muestras sin cámara obtuvieron una mejor resistencia al presentar menores densidades de corriente y una mayor protección de pasivado. Sumado a esto, se aplicó el ensayo de Reactivación Potenciodinámica Electroquímica de Doble Bucle (DL-EPR, por sus siglas en inglés) en una solución de 0,05M H2SO4 + 0,005M KSCN para medir el grado de sensibilización (%DOS, por sus siglas en inglés), donde B1MB obtuvo el más alto valor con un 16.75% debido a los precipitados M23C6 y A1ZF presentó el más bajo con un 0.305% por la ausencia de los precipitados y mejor resistencia en la zona fundida por el material de aporte. En cuanto a las propiedades mecánicas, se realizó ensayo de tracción y macro dureza Vickers HV30, donde la muestra A sin el efecto de la prueba de cámara de niebla presenta una mayor resistencia a la tracción, límite elástico y elasticidad, además de una mayor ductilidad aunque una menor dureza en comparación a la muestra B con cámara de niebla, lo que muestra que los precipitados de M23C6 y el ambiente salino afecta de mayor manera a las propiedades mecánicas que la martensita inducida por deformación.