caracterizacion electroquimica de la zona afectada termicamente del acero inoxidable austenitico 316L

7/26/2019 caracterizacion electroquimica de la zona afectada termicamente del acero inoxidable austenitico 316L

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INSTITUTO TECNOLGICODE MORELIA

DIVISIN DE ESTUDIOS PROFESIONALES

DEPARTAMENTO METAL-MECNCA ACADEMIA DEINGENIERA EN MATERIALES

Tesis

CARACTERIZACINDE LA ZONA AFECTADA

TERMICAMENTE MODIFICADA POR TRATAMIENTOTRMICO DE ENVEJECIMIENTO Y LA INTERACCIN

ELECTROMAGNTICA DURANTE LA SOLDADURA DELACERO INOXIDABLE AUSTENTICO 316L

Que para obtener el ttulo de:

Ingeniero en Materiales

Presenta:

Paulina Lpez Eligio

Asesor:

M.C. Ma. Teresita Santoyo Arregun

Co-Asesor:Dr. Rafael Garca Hernndez

Morelia, Michoacn. Marzo, 2015


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CONTENIDO

NDICE DE TABLAS................................................................................................................. 3

NDICE DE FIGURAS............................................................................................................... 4

DEFINICIN DE TRMINOS Y UNIDADES......................................................................... 8

RESUMEN.................................................................................................................................. 9

JUSTIFICACIN...................................................................................................................... 11

OBJETIVOS.............................................................................................................................. 12

HIPTESIS............................................................................................................................... 13

INTRODUCCIN..................................................................................................................... 14

CAPTULO I. ASPECTOS TERICOS................................................................................... 15

1.1. Aceros inoxidables y su clasificacin general ................................................................ 15

1.1.1. Serie 300................................................................................................................... 16

1.2. Aceros austenticos......................................................................................................... 18

1.2.1. Metalurgia fsica y mecnica de los aceros austenticos.......................................... 19

1.2.2. Metalurgia de la soldadura....................................................................................... 20

1.3. Permeabilidad magntica................................................................................................ 20

1.3.1. Aceros inoxidables y su permeabilidad magntica.................................................. 26

1.4. Tratamiento trmico de aceros inoxidables................................................................... 27

1.4.1. Envejecimiento........................................................................................................ 28

1.5. Corrosin en aceros inoxidables..................................................................................... 29

1.5.1. Sensibilidad.............................................................................................................. 30

1.5.2. Pasivacin................................................................................................................. 31

1.5.3. Corrosin por picaduras........................................................................................... 32

1.5.4. Corrosin intergranular. .......................................................................................... 33

1.5.5. Pruebas electroqumicas........................................................................................... 36

1.6. Soldabilidad de los aceros inoxidables austenticos....................................................... 40

1.6.2. Influencia de la agitacin magntica durante la soldadura..................................... 44


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CAPTULO II. DESARROLLO EXPERIMENTAL................................................................ 48

2.1. Descripcin del material de llegada................................................................................ 49

2.2. Preparacin del acero antes de la soldadura con interaccin electromagntica. ............. 49

2.3. Soldadura de las placas................................................................................................... 50

2.3.1. Soldadura convencional........................................................................................... 51

2.3.2. Soldadura con interaccin electromagntica con intensidad de 1mT y tratamientotrmico de envejecimiento................................................................................................. 52

2.4. Corte de las probetas....................................................................................................... 53

2.4.1. Caracterizacin microestructural.............................................................................. 54

2.5. Caracterizacin Electroqumica...................................................................................... 55

2.5.1. Evaluacin del grado de sensibilidad....................................................................... 58

2.6. Pruebas de microdureza.................................................................................................. 59

CAPTULO III. RESULTADOS, ANLISIS Y DISCUSIN............................................ 60

3.1. Caracterizacin microestructural del metal base............................................................ 60

3.1.1. Metalografa del metal base..................................................................................... 60

3.2. Perfiles de los cordones de soldadura (macrografas)..................................................... 61

3.3. Metalografa de la ZAT de las probetas de soldadura convencional y soldadura con

aplicacin de campos magnticos.......................................................................................... 62

3.5 Anlisis electroqumico................................................................................................... 66

3.5.1. Potencial de picado................................................................................................... 66

3.5.2. Evaluacin del grado de sensibilidad....................................................................... 69

3.6. Anlisis de resultados..................................................................................................... 79

CONCLUSIONES..................................................................................................................... 82

RECOMENDACIONES........................................................................................................... 83

REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS...................................................................................... 84


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NDICE DE TABLASCAPTULO I. APECTOS TERICOS

Tabla 1.I. Aceros inoxidables austenticos serie 300..

17

Tabla 1.II.

Listado de algunos materiales ferromagnticos con su respectiva

temperatura de Curie, por encima del cual dejan de exhibir la

magnetizacin espontnea. 23

Tabla 1.III. Materiales paramagnticos y su permeabilidad magntica.. 24

Tabla 1.IV. Materiales que presentan diamagnetismo... 26

Tabla 1.V.Problemas y soluciones durante el proceso de soldadura en los aceros

inoxidables austenticos. 42CAPTULO II. DESARROLLO EXPERIMENTAL

Tabla 2.I. Composicin qumica del acero inoxidable 316L y del electrodo

ER310...

49

Tabla 2.II. Variables del proceso de soldadura convencional..... 51

Tabla 2.III Variables de la soldadura con intensidad de campo de 1mT. 52

Tabla 2.IV. Caractersticas y designacin de las probetas utilizadas en este

proyecto... 54Tabla 2.V. Composicin qumica del agua de mar sinttica, norma ASTM-D1141 y agua

de mar natural.. 57

Tabla 2.VI. Composicin qumica de las soluciones utilizadas para evaluar el grado de

sensibilidad.. 58

Tabla 2cv

f.VII.

Probetas sometidas a solucin 1 y solucin 2 para la tcnica DL-

EPR........................................................................................ 59

CAPTULO III. RESULTADOS ANLISIS Y DISCUSIN

Tabla 3. I. Porcentaje de ferrita y tamao de grano del metal base con y sin

tratamiento trmico de envejecimiento........................ 61

Tabla 3. II. Porcentaje de ferrita y tamao de grano de la ZAT de las dos


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4

soldaduras. 64

Tabla 3. III. Valores del potencial de picado (EpitEcorr).. 67

Tabla 3. IV. Comparacin del grado de susceptibilidad a la corrosin para cada

probeta sometida a anlisis electroqumico.. 79

NDICE DE FIGURAS

CAPTULO I. APECTOS TERICOS

Figura 1.1. Momentos magnticos alineados en la misma direccin

(ferromagnetismo). 22

Figura 1.2. Precipitacin de carburos en los lmites de grano (acero

sensibilizado).. 34

Figura 1.3. Diagrama de secuencia de sitios de precipitacin de M23C6en acero

inoxidable asutentico 316L, las lneas azul y roja muestran la formacin

de estos precipitados en los lmites de grano.35

Figura 1.4. Microestructura del acero inoxidable AISI 304, aspecto de la corrosin

intergranular tras la sensibilizacin del mismo.... 35

Figura 1.5. Curvas de polarizacin andica de una acero inoxidable 304 en una solucin 2N

H2SO4en 90C despus del sensibilizado a 650C por varios tiempos . 36

Figura 1.6. Curva de polarizacin ilustrando las condiciones bajo las cuales el picado

puede ocurrir 37

Figura 1.7. Diagrama esquemtico que describe el proceso de la tcnica polarizacin

potenciodinmica de reactivacin de un solo ciclo (EPR test) para aceros

inoxidable del tipo 304 y 304L..38

Figura 1.8. Diagrama esquemtico describiendo el proceso de la tcnica polarizacin

potenciodinmica de reactivacin de doble ciclo (EPR test). 39


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CAPTULO II. DESARROLLO EXERIMENTAL

Figura 2.1 Diagrama de actividades realizadas en el proyecto de investigacin. 48

Figura 2.2.Ciclo trmico del tratamiento trmico de envejecimiento

.

50

Figura 2.3. Representacin de la forma de la preparacin de la junta en simple V

para el proceso de soldadura depositado de forma convencional. 51

Figura 2.4. Representacin de la forma de la junta en simple v en la parte superior. 52

Figura 2.5. Direccin perpendicular del campo magntico aplicado durante el

proceso de soldadura 53

Figura 2.6. Representacin del corte de probetas de la zona afectada trmicamente a

3mm de la lnea de fusin de los cordones de soldadura 54

Figura 2.7. Representacin de la zona de estudio de la probeta cortada 3mm de la

lnea de fusin.. 55

Figura 2.8. Probeta encapsulada con resina epxica. ....... 56

Figura 2.9. Esquema de la celda electroqumica. 57

CAPTULO III. RESULTADOS, ANLISIS Y DISCUSIN

Figura 3.1. Micrografa del acero inoxidable austentico 316L a 500X (a) metal base

tal como se recibi del proveedor y (b) microestructura con tratamientotrmico de envejecimiento.....

60

Figura 3.2. Macrografa de la unin del acero inoxidable austentico

316L. 62

Figura 3.3. Macrografa de la zona inicial del cordn de soldadura con interaccin

electromagntica y tratamiento trmico de envejecimiento previo a la

soldadura.......

.

62

Figura 3.4. Macrografa de la zona inicial del cordn de soldadura con interaccin

electromagntica y tratamiento trmico de envejecimiento previo a la

soldadura... 62

Figura 3.5. a)500X y b)200X Microestructura de la ZAT soldadura convencional.


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6

c)500X y d)200X ZAT zona inicial del cordn de soldadura con

aplicacin de campo magntico y tratamiento trmico de

envejecimiento previo a la soldadura. Micrografas tomadas por MO. 63

Figura 3.6. Perfil de microdureza del material de llegada AISI 316L y el metal base

sometido a tratamiento trmico de envejecimiento .... 64

Figura 3.7. Perfil de microdureza de la soldadura depositada de forma tradicional.

Se observa una cada de valores en la ZAT (2. 5mm-6mm)... 65

Figura 3.8. Perfil de microdureza de la probeta con tratamiento trmico de

envejecimiento previo a la soldadura con interaccin electromagntica a

1 mT. .............. 66

Figura 3.9. Diagrama que muestra los resultados de la resistencia a la polarizacin

en agua de mar sinttica del metal base y la zona afectada trmicamente

a 3 mm de la lnea de fusin......67

Figura 3.10. Imgenes 4000X y 8000X obtenidas por MEB, de las picaduras

encontradas en la probeta de la ZAT a 3 mm de la lnea de fusin . 68

Figura 3.11. EDS que muestra la presencia de carburo de cromo, esto se corroboracon la afinidad que tiene el carbono con el cromo para formar este

compuesto ms que con otros elemento......... 68

Figura 3.12. Evaluacin del grado de susceptibilidad a la corrosin mediante la

tcnica DL-EPR probetas de la soldadura convencional (ZAT y METAL

BASE) sometidas a 0.5 M H2SO4+ 0.01 KSCN.. 70

Figura 3.13. Curvas de polarizacin potenciodinmica de reactivacin de doble ciclo

(DL-EPR) del (MB) metal base y MB/TTE metal base con tratamientotrmico de envejecimiento ............................................................... 71

Figura 3.14. Curvas de polarizacin potenciodinmica de reactivacin de doble ciclo

(DL-EPR) de la ZAT a 3 mm de la lnea de fusin, ZATSC, ZATCM-I

y ZATCM-F............................................................................................... 72


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7

Figura 3.15. EDS del metal base que muestra un elevado pico de silicio debido al

papel de carburo de silicio con el que fue preparado para la tcnica

electroqumica, no presenta formacin de carburos de cromo. a)

Micrografas a 8000X (MEB) . 74

Figura 3.16. EDS del metal base con tratamiento trmico de envejecimiento que

muestra la presencia de carburos. a) Micrografa del metal base con

tratamiento trmico de envejecimiento 8000X (MEB) se observa la

picadura ms profunda en comparacin con la del metal base .. 75

Figura 3.17 EDS de la soldadura convencional que muestra la presencia de carburos

de silicio y cromo debido. En la micrografa a) 8000X (MEB) de la ZAT

a 3mm de la lnea de fusin (soldadura convencional) el grado de picado

es menor que el material base con TTE ......................... 76

Figura 3.18. EDS de la zona afectada trmicamente de la zona inicial del cordn desoldadura con interaccin electromagntica, no existe formacin decarburos de cromo en esta picadura. a) Micrografa 8000X (MEB) de laZAT de la soldadura con tratamiento trmico e interaccinelectromagntica zona inicial del cordn.... 77

Figura 3.19. EDS de la zona final de la zona afectada trmica que muestra la

presencia elevada de cromo, a) micrografa de la ZAT de la soldaduracon interaccin electromagntica zona final del cordn de soldadura

tomada por MEB a 8000X . 78


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RESUMEN

El presente trabajo de investigacin consiste en el estudio del efecto que puede provocar la

interaccin electromagntica de baja intensidad en la zona afectada trmicamente durante el

proceso de soldadura GMAW de un acero inoxidable austentico 316L el cual fue tratado

trmicamente por envejecimiento previo a la soldadura, para provocar la precipitacin de

carburos de cromo y simular las condiciones severas de operacin, pudiendo determinar el

efecto de los mismos sobre las propiedades del material y de esta manera comparar el

beneficio que causa la interaccin electromagntica en el fenmeno de sensibilizacin el cual

es el principal precursor de la corrosin intergranular. Por ende, la idea es correlacionar la

modificacin tanto microestructural, mecnica y electroqumica que provoca la interaccin

electromagntica durante el proceso de soldadura acompaado del tratamiento trmico de

envejecimiento. Para de esta manera observar el cambio en el grado de sensibilizacin del

acero AISI 316L.

Dado que el acero inoxidable austentico 316L fue diseado con bajo contenido de carbono

para minimizar la formacin de carburos durante el proceso de soldadura, la precipitacin de

carburos de cromo en fases intermetlicas ricas en cromo se ve incrementada en la ZAT este

es uno de los principales problemas que se presentan durante el proceso de soldadura deaceros inoxidables austenticos, provocando con ello el decremento en propiedades mecnicas

y la disminucin de resistencia a la corrosin, incidiendo en fallas de uniones soldadas por

accin de la corrosin intergranular.

En el presente estudio se evalu el fenmeno de corrosin por dos tcnicas, tcnica de

polarizacin potenciodinmica de reactivacin de un solo ciclo (EPR test) y la de polarizacin

potenciodinmica de reactivacin de doble ciclo (DL-EPR test), las probetas estuvieron

inmersas en tres soluciones de diferente naturaleza. La evaluacin de las dos tcnicas se lleva cabo en una celda convencional de tres electrodos, siendo el electrodo de trabajo el material

en estudio (acero AISI 316L), el de referencia el electrodo de CALOMEL y el contraelectrodo

de grafito.


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El mtodo que se utiliz para determinar la susceptibilidad a la corrosin fue por medio de la

relacin de la corriente de reactivacin entre la corriente de activacin obtenidos de las curvas

de polarizacin de doble ciclo mientras que para evaluar el grado de resistencia al picado por

agua de mar sinttica se determinaron los valores de EpitEcorrobtenidos de la curva de EPR.

Se encontr que la interaccin electromagntica no solo provoca una mejor distribucin de la

fase ferrita en la microestructura sino que de igual manera mejora las propiedades de

resistencia a la corrosin del acero AISI 316L.


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JUSTIFICACIN

Los aceros inoxidables austenticos forman parte del grupo ms amplio de la familia de aceros

inoxidables, presentan una excelente resistencia a la corrosin y muy buen grado de

conformabilidad, en trminos generales son fcilmente soldables.

Este tipo de aleaciones son empleadas en procesos qumicos donde hay presencia de medios

agresivos (elevadas concentraciones de cloruros y altas temperaturas de operacin). Las

aplicaciones tpicas son las plantas de procesado de la celulosa de papel, sistemas de

conduccin de agua de mar, construccin de elementos estructurales de plataformas marinas,

refineras de petrleo, plantas qumicas e industria alimenticia etc.

Dentro de estos aceros se encuentra el acero inoxidable austentico 316L, este acero presenta

el fenmeno de sensibilizacin en la ZAT al formar carburos de cromo a elevadas

temperaturas (durante la soldadura), y posteriormente se les expone a un medio agresivo como

lo es, por ejemplo, el agua de mar, lo cual lo hace disminuir su grado de inoxidabilidad, por lo

tanto es necesario comparar la caracterizacin electroqumica de una soldadura convencional y

una soldadura con aplicacin de la interaccin electromagntica y tratamiento trmico de

envejecimiento previo a la soldadura para relacionar los cambios que se dan en la resistencia ala corrosin.

Es por esto que, resulta de gran importancia el estudio del efecto del campo magntico de baja

intensidad en la ZAT, durante la soldadura por el proceso con gas de proteccin y arco

metlico con electrodo consumible (GMAW por sus sigla en ingls), por lo cual se realizar

un estudio en la caracterizacin metalogrfica, mecnica, y electroqumica de la zona afectada

trmicamente.


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OBJETIVOS

Objetivo general:

Evaluar la influencia que presenta la aplicacin de interaccin electromagntica de baja

intensidad en la ZAT durante la soldadura para mantener el grado de sensibilizacin del acero

inoxidable austentico AISI 316L, el cual fue tratado trmicamente por envejecimiento previo

a la soldadura y de esta manera corroborar el beneficio de la misma en la resistencia a la

corrosin.

Objetivos particulares:

1.- Analizar la microestructura de la ZAT de la soldadura con interaccin electromagntica del

acero inoxidable austentico 316L tratado por envejecimiento previo a la soldadura

comparndolo con la soldadura depositada de forma convencional y el metal base con y sin

tratamiento trmico.

2.- Comparar la microdureza obtenida para cada condicin.

3.- Determinar y comparar el grado de sensibilizacin en la ZAT de las soldaduras aplicadas,

del material base sensibilizado (metal base sometido a tratamiento trmico de envejecimiento)

y el material base.

4.- Caracterizar por MEB el resultado de las pruebas electroqumicas (potencial de picado y

grado de sensibilidad) de las diferentes condiciones.


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HIPTESIS

El acero inoxidable austentico AISI316L presenta una buena resistencia al fenmeno de

corrosin debido a la formacin de una pelcula protectora que es capaz de mantener los

niveles de corrosin a valores aceptables. Sin embargo, el rompimiento de esta pelcula

superficial depende del grado de resistencia de la capa de pasivacin y del medio de estudio al

que se someta dicho material. La soldadura puede reducir esta resistencia, en especial en las

zonas expuestas al calor, el metal base y especialmente en la zona afectada trmicamente

(ZAT). Al soldar un material, la pieza de trabajo se encuentra expuesta a ciclos trmicos, lo

cual provoca cambios microestructurales, provocando el fenmeno de sensibilizado, el cual se

asocia con la precipitacin de carburos. El rea adyacente a los carburos tiene menor cantidad

de cromo (menor al 11%), evitando que se forme la pelcula protectora de xido de cromo,

perdiendo la resistencia a la corrosin lo cual puede ocurrir si los aceros son enfriados

lentamente desde temperaturas de disolucin (1100C) o durante el calentamiento en el rango

de temperaturas de 500-850C.

La aplicacin de la interaccin electromagntica en la soldadura de los aceros inoxidables

austeniticos, podra producir una mejora en la microestructura en la ZAT por la vibracin de la

estructura cristalina y de esta manera podra resultar una mejora en la resistencia a la corrosin

en la ZAT.


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INTRODUCCIN

Los aceros inoxidables austenticos son los aceros ms utilizados en diferentes industrias talescomo: Qumica, Petrolera, Alimenticia, Nuclear, etc. por su buena resistencia a la corrosin y

buen grado de soldabilidad. La importancia de la soldadura es tal, que sin ella no sera posible

la fabricacin de muchos de los productos y/o servicios que cotidianamente son requeridos por

la sociedad. En la industria nuclear los sistemas de tuberas de recirculacin, as como de otros

componentes, estn compuestos principalmente por aceros inoxidables austenticos del tipo

AISI 316L.

A pesar de estas caractersticas, los aceros inoxidables austenticos presentan un problema enla zona afectada trmicamente por las soldaduras, el cual se conoce como fenmeno de

sensibilizacin debido a la precipitacin de los carburos de cromo, del tipo Cr23C6y M7C3, en

el rango de temperatura de 500 a 850C. Este rango es fcil de alcanzar durante el ciclo de

temperatura y formar los carburos de cromo, los cuales al precipitar y crecer empobrecen de

cromo a su alrededor lo que originan la corrosin localizada, por lo general en los lmites de

grano. Como el acero inoxidable austentico 316L es uno de los ms demandados en el

mercado, es importante realizar su caracterizacin electroqumica despus de haber sido

soldado en la ZAT.

El presente trabajo de investigacin se enfoca en estudiar las propiedades del acero inoxidable

austentco AISI 316L despus de ser soldado principalmente en la ZAT, la cual es la zona que

se ve ms afectada durante el proceso de soldadura, por presentar el fenmeno de

sensibilizacin. En esta investigacin se analizar la importancia y mejora que aporta la

interaccin electromagntica en la zona afectada trmicamente durante la soldadura y se

verificara si se puede conservar el grado de inoxidabilidad del acero inoxidable austentico

316L antes de ser sometido a altas temperaturas provocadas por el tratamiento trmico de

envejecimiento y a elevados ciclos trmicos tales como el proceso de soldadura


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CAPTULO I. ASPECTOS TERICOS

1.1. Aceros inoxidables y su clasificacin general

Los aceros inoxidables son aleaciones de hierro que contienen un mnimo de

aproximadamente 11% de cromo. Esta cantidad de cromo propicia la formacin de xido en

atmsferas no contaminadas, esta es una caracterstica por la cual se le da la designacin de

inoxidables. Su resistencia a la corrosin est dada por una capa delgada, conocida como

capa pasiva, la cual es auto regenerada en una amplia variedad de ambientes [1].

La palabra "acero" significa que el carbono se combina con el hierro, mientras que el uso del

adjetivo 'inoxidable' se refiere a la ausencia del fenmeno de oxidacin o corrosin en

ambientes donde los aceros normales son susceptibles a la corrosin (por ejemplo, en el aire

relativamente puro, en agua de mar, etc.).

Para darle el grado de inoxidabilidad a los aceros, se adiciona cromo en un porcentaje

mnimo del 11% en peso. A este nivel de Cr, la formacin de una capa de xido de cromo se

puede formar en la superficie del acero en entornos relativamente benignos para protegerse de

las picaduras y la corrosin en ambientes ms hostiles (como en atmsferas hmedas o

ambientes contaminados).

Mientras que el sistema Fe-Cr constituye la base de los aceros inoxidables modernos, adems

de Cr, contienen tambin una serie de otros elementos de aleacin cuya presencia realza las

propiedades especficas. Por ejemplo el Mo se adiciona para mejorar la resistencia a la

corrosin localizada mientras que el Ni es un estabilizador de la austenita. Por otra parte es

muy comn encontrar cantidades muy generosas de estos elementos de aleacin. Cuando se

adicionan los contenidos de Cr y Ni en cantidades importantes, la aleacin resultante se

denomina aleacin resistente al calor o cuando el porcentaje de carbono est en el rango de0.08-0.3, los aceros pueden recibir el nombre de ferrticos o martensticos. La combinacin de

elementos de aleacin puede estar presente en los aceros inoxidables, su contenido total

generalmente se mantiene por debajo del contenido de hierro, en funcin del costo de la

aleacin resultante, as como su utilizacin.


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Comnmente los aceros inoxidables se dividen en tres grupos de acuerdo a la microestructura

cristalina: austenticos (cbica centrada en las caras), ferrticos (cbico centrado en el cuerpo),

y martensticos (tetragonal centrada en el cuerpo o cbico). Los aceros inoxidables que

contienen ambas fases austenita y ferrita, casi siempre de igual contenido, son conocidos

como aceros dplex [1].

Fuera de estas tres principales microestructuras, los aceros inoxidables pueden clasificarse en

varias clases principales. Estas son: (1) aceros inoxidables ferrticos, (2) aceros inoxidables

austenticos, (3) aceros inoxidables martensticos, (4) aceros inoxidables dplex y (5) aceros

inoxidables endurecidos por precipitacin. Las variadas clases de aceros inoxidables poseen

diferentes propiedades. Por ejemplo, los aceros inoxidables super austenticos no son

magnticos, pero sus contrapartes, los aceros inoxidables martensticos y ferrticos poseen

cierto grado de ferromagnetismo. Las propiedades de los diversos aceros inoxidables han sido

estudiadas extensamente en un perodo muy largo y por lo tanto son muy bien documentados

en la literatura[2].

1.1.1. Serie 300

La serie 300 representa modificaciones en la composicin del acero inoxidable 18/8 (18% Cr-

8% Ni), el cual ha sido un material resistente a la corrosin por ms de 70 aos. En generallas modificaciones ms importantes son las que mejoran la resistencia a la corrosin como, (a)

adicin de molibdeno o molibdeno ms nitrgeno para mejorar la resistencia a la corrosin por

picaduras, (b) bajando el contenido de carbono o estabilizndolo con titanio o niobio ms

tantalio para reducir la corrosin intergranular en materiales soldados, (c) la adicin de nquel

y cromo para mejorar la resistencia a la corrosin y dureza a altas temperaturas y finalmente

(d) la adicin de nquel para mejorar la resistencia a la corrosin bajo esfuerzos[2].

El acero inoxidable del tipo 316 contiene molibdeno y tiene mejor resistencia a la corrosinlocalizada por picado en ambientes como la industria qumica y la marina; mejor que el acero

304. Para el tipo 316 incluye una variacin con un bajo porcentaje de carbono, conteniendo

adems un porcentaje de nitrgeno, para incrementar la dureza y estabilizar la fase austentica,

tal como las denominaciones 316L y 304L. En los tipos 316LN y 304LN, la prdida de su

dureza resulta del bajo contenido de carbono, lo cual es compensado por la adicin de


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elementos fortalecedores como el nitrgeno. El resultado son los aceros inoxidables de la serie

316LN y 304LN, los cuales son resistentes a la sensibilizacin en cierto grado, puesto que el

nitrgeno en niveles usados de (0.10-0.16%) no producen sensibilizacin en aceros

inoxidables austenticos [3]. La Tabla 1.I muestra algunos ejemplos de estos aceros.

Tabla 1. I. Aceros inoxidables austeniticos serie 300

Tipo AISI Descripcin Aplicaciones ms comunes

302

(18% Cr, 8% Ni)Aleacin bsica.

Alambrn, barra descortezada, alambre ybarra calibrada.

303

(18% Cr, 9% Ni, 0.15% S)

Agregado de S para mejorar

maquinabilidad.

Conectores, cerraduras, tuercas y

tornillos, partes maquinadas, partes para

bombas.

304

(18% Cr, 8% Ni)

Menos % C (0.08%) que el 302

para mejorar resistencia a la

Corrosin intergranular.

Equipo qumico de procesos, manejo de

alimentos y equipos para hospitales.

304L

(18% Cr, 8% Ni)

Menos de 0.03% C (para reducir

los riesgos de corrosin

intergranular.

Reduccin de carbono para evitar la

Corrosin intergranular en la soldadura.

309/309S

(23% Cr, 13% Ni)

Ms Cr y Ni para aumentar la

resistencia a la formacin de

escamas a altas temperaturas.

309 0.2% C y 309S 0.08% C

Calentadores de aire, equipos para

tratamientos trmicos de aceros.

316

(17% Cr, 12% Ni, 3% Mo)

Agregado de Mo, mejora la

resistencia a la traccin a altas

temperaturas. 0.08%C

Equipos para el procesamiento de

alimentos, farmacuticos, fotogrficos,

textil.

316 L

(17% Cr, 12% Ni, 3% Mo)

Reduccin del % de C para

evitar la corrosin intergranular

durante la soldadura. 0.03%C

Intercambiadores de calor, prtesis

temporarias.

330

(21% Cr, 36% Ni)

Ms Ni para aumentar la

resistencia al shock trmico y

carburacin

Hornos de recocido, partes para turbinas

de gas e intercambiadores de calor.

347

(18% Cr, 10% Ni)

Estabilizado con Nb y Ta para

evitar los carburos de Cr.

Tanques soldados para el almacenamiento

de sustancias qumicas orgnicas.


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1.2. Aceros austenticos

Para resistencia a elevadas temperaturas se utilizan las aleaciones de alto contenido en cromo

y para atmsferas corrosivas de compuestos inorgnicos, las de alto contenido en nquel. Estosaceros normalmente tienen mayor resistencia a la corrosin que los aceros inoxidables

ferrticos y martensticos, porque los carburos de cromo se descomponen y los elementos

permanecen en solucin slida mediante un enfriamiento rpido desde alta temperatura. Sin

embargo, si se enfra lentamente, como en los procesos de soldadura, entre 500 y 850 C

precipitan carburos de cromo en bordes de grano empobreciendo de Cr la zona vecina al

borde, lo que facilita el fenmeno denominado corrosin intergranular. Para evitarlo se

puede bajar al mnimo el contenido de C (0.02 %), o bien agregar niobio o titanio; estos

elementos tienen mayor tendencia a formar carburos a mayor temperatura y por consiguiente

minimizar la formacin de los carburos de Cr, permitindole a este ltimo permanecer en

solucin slida en el hierro y as mantener su capacidad de resistencia a la corrosin [2].

Tienen una buena resistencia a la corrosin en ms medios que otros aceros, y una resistencia

a la fluencia equivalente a la de los aceros al carbono, aproximadamente de 210 MPa a

temperatura ambiente.

En estos aceros y en general en todos los inoxidables y refractarios, el tiempo de permanenciaa la temperatura de tratamiento trmico deber ser como mnimo el doble que en los aceros al

carbono, debido a su baja conductividad trmica. El carbono y el nitrgeno incrementan la

dureza y por consiguiente el lmite elstico.

Elementos de aleacin que promueven la formacin de austenita son adiconados a estos

aceros, el principal de todos ellos es el nquel, el cual se agrega en cantidades arriba de 8 wt%

principalmente. Otros elementos promotores de austenita son el C, N y Cu, el carbono es

adicionado principalmente para mejorar la resistencia a la fluencia a altas temperaturas

mientras que el nitrgeno es adicionado para mejorar la resistencia principalmente al medio

ambiente o a temperaturas criognicas. Los aceros austeniticos pueden conseguir una dureza

significativa por un trabajado en fro.


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19

Una de las propiedades de los aceros austenticos es la ausencia de fragilidad a bajas

temperaturas, todo lo contrario de lo que sucede en los martensticos y ferrticos. Manteniendo

una resiliencia excelente a temperaturas cercanas al cero absoluto. Por el contrario, el resto de

las caractersticas mecnicas varan notablemente (aumentan la carga de ruptura y el lmite

elstico y disminuye la tenacidad). Segn la literatura los estudios realizados por Bastien y

Dedieu [2] nos indican que cuando se austeniza un acero del tipo 18-8 a 980C y se enfra en

nitrgeno lquido, la permanencia a dicha temperatura hace que parte de la austenita se

transforme en martensita [2].

Los grados aceros inoxidables, 321 y 347, contienen pequeas cantidades de Ti y Nb, para

combinarse con el carbono y reducir la tendencia a a corrosin intergranular, esto debido a la

precipitacin de carburos de cromo. Los grados L, iniciaron en los aos 60s y 70s, el

significado de estos grados es que estn fabricados con porcentajes de bajo carbono y son

usados donde el ataque inetrgranular puede ser una amenaza para los aceros [4].

1.2.1. Metalurgia fsica y mecnica de los aceros austenticos.

Los aceros inoxidables austeniticos se forman por procesos termomecnicos de tal manera que

su microestructura es principalmente austenita. Dependiendo de la promocin de los

elementos de aleacin, por lo que el acero ser totalmente austentico o una mezcla de

austenita y ferrita. En el primer caso la microestructura consiste de granos austenticos

equiaxiales, mientras que en el segundo caso se encuentra la presencia de ferrita residual a

altas temperaturas y es alineado a lo largo de la direccin de laminado. Esta ferrita es el

resultado de la segregacin de los elementos promotores de ella, principalmente el cromo

durante la solidificacin y procesos termo-mecnicos. La presencia de ferrita en la

microestructura de un acero forjado, puede reducir la ductilidad y potencialmente, la tenacidad

de los aceros inoxidables austenticos [4]. Tambin puede ser sitios preferenciales para la

precipitacin de carburos M23C6 o fase sigma la cual es un agente de fragilizacin de los

aceros inoxidables. Una variedad de precipitados, pueden estar presentes en los aceros

inoxidables austenticos, dependiendo de la composicin y del tratamiento trmico al que se

someten.


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20

La precipitacin del carburo M23C6recibe una considerable atencin porque el efecto de este,

est relacionado en la resistencia en la corrosin. Este precipitado se forma muy rpidamente a

lo largo de los bordes de grano en el rango de 500-850 C. [4].

1.2.2. Metalurgia de la soldadura.

La microestructura de los aceros inoxidables a temperatura ambiente en la zona de fusin,

depende tanto del comportamiento de solidificacin, como de las transformaciones posteriores

en estado slido. Todos los aceros inoxidables solidifican con ferrita o austenita como primera

fase, esto depender de la composicin especfica de cada acero.

Hay cuatro posibilidades de solidificacin y transformaciones de estado slido en la soldadura

de los aceros inoxidables austeniticos:

1. Solidificacin tipo A. la microestructura es completamente austentica y bien definida

2. Solidificacin tipo AF. En la microestructura aparece ferrita en la celda y bordes de las

dendritas.

3. Solidificacin tipo FA. La ferrita aparece en forma de esqueleto y/o listones, resultado

de la transformacin de ferrita a austenita.

4.

Solidificacin tipo F. Se encuentra ferrita acicular o matriz de ferrita con austenita en

los bordes de grano.

1.3. Permeabilidad magntica

Es la capacidad de una sustancia o medio para atraer y hacer pasar a travs de ella campos

magnticos. Las propiedades magnticas, tienen su origen en la existencia de dipolos

magnticos en los tomos, por resultado del movimiento de los electrones. Un campo

magntico externo tiende a alinear estos dipolos, segn su misma direccin, con laconsiguiente aparicin de momentos magnticos inducidos en el material [5].

La magnitud as definida, el grado de magnetizacin de un material en respuesta a un campo

magntico, se denomina permeabilidad magntica absoluta y se suele representar segn la

siguiente ecuacin. (1)


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21

=B

H (1)

Donde H es la intensidad del campo magntico y B es la induccin magntica tambin

llamada densidad de flujo magntico. Para comparar entre s los materiales, se entiende la

permeabilidad magntica absoluta () como el producto entre la permeabilidad magntica

relativa (r) y la permeabilidad magntica de vaco (o).

Donde es permeabilidad media especifica, o es permeabilidad del vaco y r es

permeabilidad relativa. Segn su permeabilidad magntica relativa los materiales se clasificanen:

a) Ferromagnticos

b) Paramagnticos

c)

Diamagnticos

a) Materiales ferromagnticos

Los materiales ferromagnticos atraen el campo magntico hacia su interior. Son los

materiales que "se pegan a los imanes". Esa propiedad recibe el nombre de ferromagnetismo.

El ferromagnetismo es un fenmeno fsico en el que se produce ordenamiento magntico de

todos los momentos magnticos de una muestra, en la misma direccin y sentido. Ha de

extenderse por todo un estado slido para alcanzar el ferromagnetismo segn Figura 1.1. Si la

permeabilidad relativa de la materia es superior a 1 se dice que estos son materiales

ferromagnticos.

Permeabilidad magntica del vaco

Los metales ferromagnticos tienen la mayor permeabilidad de todas las sustancias y se

convertirn en magnetizado cuando estn expuestos a un campo magntico.

(2)


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22

Figura 1. 1 Momentos magnticos alineados en la misma direccin (ferromagnetismo).

Clasificacin de los ferromagnticos

Los ferromagnticos estn divididos en dominios magnticos, separados por superficiesconocidas como paredes de Bloch. En cada uno de estos dominios, todos los momentos

magnticos estn alineados. Vea Tabla 1.II.

Propiedades de los materiales ferromagnticos

Aparece una gran induccin magntica al aplicarle un campo magntico.

Permiten concentrar con facilidad lneas de campo magntico, acumulando densidad

de flujo magntico elevado.

Se utilizan para delimitar y dirigir a los campos magnticos en trayectorias bien

definidas.

Caractersticas de los materiales ferromagnticos

Pueden imanarse ms fcilmente que los dems materiales.

Tienen una induccin magntica intrnseca mxima elevada.

Se imanan con una facilidad muy diferente segn sea el valor del campo magntico.

Un aumento del campo magntico les origina una variacin de flujo diferente de la

variacin que originara una disminucin igual de campo magntico.

Conservan la imanacin cuando se suprime el campo.

Tienden a oponerse a la inversin del sentido de la imanacin una vez imanados.


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Tabla 1.II. Listado de algunos materiales ferromagnticos con su respectiva temperatura de Curie, porencima del cual dejan de exhibir la magnetizacin espontnea [5].

Ferromagnticos Permeabilidad relativa (r)

Polvo de Permalloy (2-81), 2 Mo-8l

Ni de composicin porcentual y el

resto Fe e impurezas

130

Cobalto 250

Nquel 600

Ferroxcube 3 (Perrito Mn-Zn) 1,500

Acero dulce 2,000

Hierro con Impurezas (O,2 C) 5,000

Hierro silicio utilizados en

Transformadores

7,000 o menor

Permalloy 78 (78,5 Ni) 100,000

Hierro purificado 200,000

Superpermalloy (5 Mo-79 Ni) 1,000,000

b) Materiales paramagnticos

Los materiales paramagnticos son la mayora de los que encontramos en la naturaleza. No

presentan ferromagnetismo, y su reaccin frente a los campos magnticos es muy poco

apreciable.

El paramagnetismo es la tendencia de los momentos magnticos libres (espn u orbitales) a

alinearse paralelamente a un campo magntico. Cuando no existe ningn campo magntico

externo, estos momentos magnticos estn orientados al azar. En presencia de un campo

magntico externo tienden a alinearse paralelamente al campo, pero esta alineacin est

contrarrestada por la tendencia que tienen los momentos a orientarse aleatoriamente debido al


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movimiento trmico. Los aceros inoxidables austeniticos entran dentro de esta clasificacin

junto con el cobre.

Caractersticas de los materiales paramagnticos

Son ligeramente ms magnticamente permeables que el aire o vaco.

Tienen una baja (pero positiva) susceptibilidad a los campos magnticos.

Son levemente atrados por los campos magnticos

No retienen sus propiedades magnticas una vez que se retira el campo externo.

En el paramagnetismo puro, el campo acta de forma independiente sobre cada momento

magntico, y no hay interaccin entre ellos. En los materiales ferromagnticos, este

comportamiento tambin puede observarse, pero slo por encima de su temperatura de Curie.

Los materiales paramagnticos sufren el mismo tipo de atraccin y repulsin que los imanes

normales, cuando estn sujetos a un campo magntico. Sin embargo, al retirar el campo

magntico, la entropa destruye el alineamiento magntico, que ya no est favorecido

energticamente, vase Tabla 1.III

Tabla 1.III . Materiales paramagnticos y su permeabilidad relativa [5].

Paramagnticas Permeabilidad relativa (r)

Aire Aluminio 1,0000004

Plata 1,00002

Causas del paramagnetismo

El paramagnetismo aparece en todos los tomos y molculas con electrones desapareados; es

decir, tomos libres, radicales libres y compuestos de metales de transicin que contienen

iones con capas de electrones no llenas. Tambin ocurre en metales como resultado de

momentos magnticos asociados a los espines de los electrones de conduccin.


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Ley de Curie

A campos magnticos bajos, los materiales paramagnticos exhiben una magnetizacin en la

misma reaccin del campo externo, y cuya magnitud se describe por la ley de Curie segnrelacin (3):

=

Donde M es la magnetizacin resultante, B es la densidad de flujo magntico del campo

aplicado, T es la temperatura absoluta (en Kelvin), C es una constante especfica de cada

material (su constante de Curie). Esta ley indica que los materiales paramagnticos tienden a

volverse cada vez ms magnticos al aumentar el campo aplicado, y cada vez menos

magnticos al elevarse la temperatura.

c) Materiales diamagnticos

El diamagnetismo es una propiedad de los materiales que consiste en ser repelidos por los

imanes. El fenmeno del diamagnetismo fue descubierto y nominado por primera vez en

septiembre de 1845 por Michael Faraday [5] cuando vio un trozo de bismuto que era repelido

por un polo cualquiera de un imn. Es lo opuesto a los materiales ferromagnticos los cualesson atrados por los campos magnticos.

Las sustancias, no son en su gran mayora, diamagnticas, puesto que todos los pares de

electrones con espn opuesto contribuyen dbilmente al diamagnetismo, y slo en los casos en

los que hay electrones impares existe una contribucin paramagntica (o ms compleja) en

sentido contrario. En los materiales diamagnticos, el flujo magntico disminuye y en los

paramagnticos el flujo magntico aumenta.

Experimentalmente, se verifica que los materiales diamagnticos (vea Tabla 1.IV) tienen:

Una permeabilidad magntica inferior a la unidad.

Una induccin magntica negativa.

Si la permeabilidad relativa de un material es un poco menor que 1 decimos que este

material es diamagntico.

(3)


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Tabla 1. IV. Materiales que presentan diamagnetismo [5].

Diamagnticos Permeabilidad relativa (r)

Bismuto 0,99983

Plata 0,99998

Plomo 0,999983

Cobre 0,999991

Agua 0,999991

Caractersticas de los materiales diamagnticos

Se magnetizan dbilmente en sentido opuesto a un campo magntico aplicado.

Los materiales diamagnticos son repelidos dbilmente por los imanes.

El magnetismo inducido desaparece si lo hace el campo aplicado.

Todos los materiales poseen diamagnetismo, pero el trmino diamagntico slo se utiliza para

aqullos en los que esta propiedad no est enmascarada por otro tipo de efecto magntico.

Temperatura Curie

Se llama as, a la temperatura por encima de la cual, los materiales ferromagnticos se vuelven

paramagnticos. Esta caracterstica es reversible, porque los materiales, recuperan sus

propiedades magnticas, cuando la temperatura desciende por debajo del punto Curie. Para el

Fe es 770C [5].

1.3.1. Aceros inoxidables y su permeabilidad magntica.

El acero comn y los inoxidables ferrticos, martensticos y duplex son materiales

ferromagnticos y su permeabilidad magntica es muy superior a la unidad. Atraen los campos

magnticos hacia su interior y se adhieren a los imanes [6].

Cuando los inoxidables de la serie 300 son sometidos a procesos de deformacin, sufren una

transformacin parcial de la austenita en martensita, que es magntica. Esta transformacin se


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puede observar en los fregaderos de acero inoxidable 304. En el fondo de los mismos, donde

el material prcticamente no fue estirado, no se siente magnetismo. Pero con un imn se

detecta fcilmente la presencia de martensita en las partes laterales que fueron ms estiradas.

Tambin se puede verificar con un imn que los bordes de las chapas de inoxidable 304

tambin son magnticos. La deformacin provocada por el corte tambin transforma austenita

en martensita. Y en los inoxidables austenticos con acabado TR, endurecidos por laminacin,

tambin se siente el magnetismo.

Los inoxidables austenticos recocidos son materiales paramagnticos, con permeabilidad

magntica prxima a la unidad. La reaccin de estos materiales frente a los campos

magnticos es poco apreciable. El cobre es un ejemplo de un material diamagntico. Repelelos campos magnticos. Los campos magnticos pasan por fuera de este material.

La estructura austentica no es magntica y se tendra que esperar una permeabilidad

magntica igual a la unidad, como la del vaco. Pero en la prctica esto no ocurre y la

permeabilidad magntica de los inoxidables austenticos vara entre 1 .05 y 1.10. Y esto es as

porque en su proceso de fabricacin, el 304 patrn y los otros austenticos tienen siempre un

poco de ferrita o de martensita.

Aceros como el 304 y el 316 tienen normalmente un poco de ferrita para mejorar lasoldabilidad. Algunos austenticos, como el 310, son fuertemente austenticos (es un

inoxidable con 20% de Ni) y por eso su permeabilidad magntica es ms baja que la de otros

austenticos. El 301, con solamente 7% de Ni tiene una permeabilidad magntica ms alta y lo

mismo ocurre con el 321, por la presencia de Ti, un elemento ferritizante [6].

1.4. Tratamiento trmico de aceros inoxidables.

En aceros inoxidables austeniticos donde la matriz presenta precipitacin de carburos o no

tiene microestructura de grano equiaxial, es necesario un tratamiento trmico que consiga

disolver los carburos y regenerar la microestructura. En consecuencia, restaurar las

caractersticas mecnicas, as como la adecuada resistencia a la corrosin [7].


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1.4.1. Envejecimiento.

Segn la literatura algunos autores como Habib Sahlaoui [22] centra su estudio en el anlisis

de la prediccin de laprecipitacin de la fase en un acero inoxidable austentico 316L.En sutrabajo, hace uso de un acero inoxidable austentico 316L, con el fin de obtener informacin

detallada sobre la extensin, morfologa y el tiempo de precipitacin de la fase , para ello

realiza un tratamiento trmico de envejecimiento de 80.000 horas con temperaturas entre 550-

800C.Determinan que la fase se forma despus de perodos ms largos de exposicin y a

temperaturas relativamente altas, que satisfacen las condiciones cinticas y termodinmicas

para su nucleacin y crecimiento. La nucleacin de la fase requiere un mayor tiempo de

recocido de 100.000 horas a (600 C) y el mayor de 30.000 horas (650 C).

El envejecimiento es un tratamiento trmico en el cual varan las propiedades de las aleaciones

sin cambiar sensiblemente su microestructura. Se conocen dos tipos de envejecimiento:

trmico y por deformacin.

El envejecimiento trmico se produce al variar la solubilidad del carbono en el hierro en

funcin de la temperatura. Con un enfriamiento rpido desde 650-700C en los aceros de bajo

contenido en carbono la separacin de carbono en forma de cementita ternaria puede ser

retrasada dando lugar, a la disolucin slida sobresaturada. Al pasar el tiempo, el carbono

tiende a separarse de la disolucin. La velocidad de difusin del carbono a temperatura

ambiente es suficiente para que ste se desprenda en forma de cementita ternaria, despus de

una permanencia prolongada en ella. Al mismo tiempo despus del temple, aumentan la

dureza y la resistencia a la traccin, y empeoran las caractersticas de plasticidad y resiliencia.

Pese al bajo contenido de carbono, el aumento de la dureza del acero puede alcanzar el 50%.

Este aumento de dureza que se debe a la descomposicin de la disolucin sobresaturada,

recibe el nombre de solidificacin por dispersin [7].

Al ascender la temperatura de calentamiento, aumenta la velocidad de los procesos de difusin

que ocurren en el envejecimiento, lo cual reduce considerablemente el tiempo que dura ste.

El envejecimiento por deformacin (mecnico) se produce despus de la deformacin plstica


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en frio. Para finalizar este proceso son necesarios de 15-16 o ms das a temperatura ambiente

y varios minutos a temperaturas del orden de 200-350C.

Durante la deformacin plstica del acero, algunas zonas del hierro quedan sobresaturadas

con carbono y nitrgeno. Al pasar el tiempo se desprenden de stas los nitruros y carburos.

Aparte de eso, en los aceros pueden tener lugar simultneamente los envejecimientos trmicos

y por deformacin. Debido al proceso de envejecimiento por deformacin se empeoran las

propiedades de estampacin del acero en chapas. [7].

1.5. Corrosin en aceros inoxidables

La corrosin de los aceros se produce cuando existe un ataque qumico o electroqumico de

una o ms sustancias que le rodean. El mecanismo de proteccin contra la corrosin de los

aceros inoxidables difiere de los aceros al carbono y aleados y de otras muchas aleaciones; en

este caso el mecanismo es la formacin de una barrera de xido que asla el metal del

ambiente que lo rodea. El grado de proteccin es funcin del grosor de la capa de xido

formado, su continuidad, coherencia y adhesin con el metal base, as como de la difusividad

del oxgeno en el xido y en el metal base [9].

El hierro, nquel y cromo son los tres elementos base de estos aceros, siendo el cromo el

elemento que mayor influencia tiene, ya que todas las aleaciones de este metal adquieren su

propiedad de pasividad estable. No todos los investigadores estn de acuerdo en cuanto a la

composicin qumica de la pelcula pasiva, pero en general se acepta que se trata de xidos

formados por el oxgeno y el metal base. [1]

La resistencia a la corrosin se ve afectada por distintos elementos que intervienen en los

aceros inoxidables [1].

-

Carbono. La influencia del carbono en la resistencia a la corrosin depende del estado

en que se encuentre dentro del acero. Si est uniformemente distribuido en la estructura

del acero su influencia ser mucho menos nociva que si se encuentra en forma de

carburos. Se considera que los carburos y el resto de la matriz pueden formar pares


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galvnicos al ser de distinta composicin. Los carburos hacen que la pelcula pasiva

sea discontinua.

- Manganeso. El manganeso, en cantidades inferiores al 1% tiene muy poca influencia

en la resistencia a la corrosin, pero en cantidades de 8 a 10% hace que en los aceros

se consigan estructuras austenticas que favorecen sensiblemente la resistencia a la

corrosin.

- Silicio. Adiciones de silicio de 0.5 a 1% mejoran la resistencia a la corrosin en ciertos

cidos, pero su mayor influencia radica en la resistencia a la oxidacin a elevadas

temperaturas que confiere a los aceros inoxidables y refractarios.

- Cromo. Como ya se ha expresado, el cromo es el elemento que mayor importancia

tiene respecto a la resistencia a la corrosin.- Nquel. El nquel es el elemento ms importante que interviene en estos aceros,

despus del cromo. En general (salvo excepciones muy raras) aumenta la resistencia a

la corrosin al reforzar el efecto pasivante del cromo.

- Molibdeno. El molibdeno tiene una influencia similar pero menos intensa que la del

cromo, reduce la corrosin por picaduras en soluciones cloradas.

- Nitrgeno. El poder para estabilizar la austenita del nitrgeno es 30 veces superior al

del nquel y hace que su influencia a la resistencia a la corrosin de los aceros concromo de 20 a 23% sea muy similar a la del tipo 18/8. Nunca interviene en porcentaje

superior a 0.25%, por su baja solubilidad en el acero.

1.5.1. Sensibilidad

La exposicin de los aceros inoxidables austenticos a elevadas temperaturas por largos

periodos de tiempo puede resultar en formacin de varios precipitados. Consiste en la

precipitacin de carburos de cromo (Cr23C6), en los lmites de grano y el empobrecimiento de

cromo en las regiones adyacentes, haciendo que el material sea susceptible a la corrosin

intergranular. Los factores que provocan este fenmeno son: contenido de carbono en el

material base y la cantidad de carbono en el material de aporte, durante el proceso de

soldadura, tambin se puede presentar por la exposicin del material a la temperatura en la que


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los fenmenos de segregacin tiene lugar y por ltimo y no menos importante por la

permanencia a las temperaturas de formacin de los carburos [8].

El carburo M23C6

Este carburo puede precipitar durante el enfriamiento o calentamiento en el rango de

temperaturas entre 500-850C. Su estructura es FCC (Cr, Fe, Mo)23C6. Generalmente se

realiza un tratamiento de recocido para disolver los carburos a altas temperaturas (mayor

1050C), debido a que el carburo es soluble en austenita a altas temperaturas. Su composicin

es variable y estn compuestos principalmente entre el 30%-90% de cromo y 1-2% de

carbono. Entre otros elementos que substituyen parcialmente al cromo se encuentran el hierro,

nquel y molibdeno. [9]

El carburo M23C6 es el principal carburo encontrado en los aceros austenticos no

estabilizados, para un tpico acero AISI 304, su composicin es 0.04Cr-0.65Fe-0.11Mo-0.22C

[8].

1.5.2. Pasivacin

No es necesario un tratamiento qumico de la superficie del acero para obtener una pelculapasivada, sino que sta se forma espontneamente en presencia de oxgeno. Muchas veces la

funcin de la pasivacin es limpiar las impurezas que pueda tener la superficie del acero

(hierro libre, xidos formados durante el tratamiento trmico que se le ha dado,...), lo cual se

puede lograr sumergiendo el acero en soluciones de cidos ntrico y fluorhdrico, y una vez la

superficie ha quedado limpia, la pelcula pasivada se forma inmediatamente al exponer el

acero al aire [16].

El rango de condiciones en que esta capa pasivada puede mantenerse depende del mediocorrosivo de la familia y composicin del acero inoxidable. Cuando las condiciones son

favorables para mantener la pasividad, los aceros inoxidables tienen una baja velocidad de

corrosin. Si la pasividad se pierde bajo condiciones que no permiten su auto restauracin, el

acero inoxidable se corroer tanto como un acero al carbono o de baja aleacin.


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La presencia de oxgeno es esencial para la resistencia a la corrosin del acero inoxidable:

cuando alguna zona de la superficie del acero est aislada del oxgeno respecto a otras, la

primera es andica respecto a las segundas y se produce en ella una rpida corrosin por

aireacin diferencial.

Se considera que el mecanismo de ataque corrosivo, de soluciones acuosas de cloruros en los

aceros inoxidables, es el resultado de la iniciacin de una picadura por ruptura de la pelcula

pasivada de su superficie, como consecuencia principalmente de heterogeneidades

estructurales e inclusiones. La propagacin de la picadura se produce por hidrlisis de iones

metlicos disueltos y la formacin de ambientes fuertemente cidos (HCl) al proseguir la

reaccin de corrosin [16].

Adems de la corrosin por picaduras o fisuras, es corriente que estos metales fallen por

mecanismos de corrosin bajo tensiones (SCC = Stress Corrosin Cracking). Este fenmeno

produce un crecimiento de defectos debidos a la corrosin sumamente rpido, y para que se

inicie es necesaria la presencia de un ambiente corrosivo - sobre todo de cloruros- y que el

material est sometido a solicitaciones de esfuerzos, vindose ayudado por la temperatura

cuando es superior a 65C.

La seleccin del acero inoxidable apropiado que resiste un determinado tipo de corrosindurante un tiempo suficiente, es el resultado de un balance de diseo para minimizar el costo y

riesgo de corrosin en las condiciones de trabajo ms desfavorables [16].

1.5.3. Corrosin por picaduras.

La pelcula de xido formada en la superficie de materiales como los aceros inoxidables, as

como de aleaciones base nquel, aluminio, titanio, cobre y otros metales, es la responsable desu alta resistencia a la corrosin.

Cuando una serie de condiciones hacen que desaparezca la pasividad de algunos puntos de la

superficie de un acero inoxidable, dichos puntos se transforman en nodos, dando origen a la

creacin de pares galvnicos. Por lo general se manifiesta con picaduras muy finas que se


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desarrollan rpidamente en profundidad y en longitud [1]. Caso tpico de esta corrosin es la

producida por el agua de mar en casi todos los aceros y es sumamente peligrosa porque no es

fcil detectarla. Los cloruros, bromuros e hipocloritos son los que presentan mayor

agresividad.

Descripcin del mecanismo de picado: Una picadura se inicia por la adsorcin de iones

activos, particularmente iones de cloruro, (Cl-), sobre ciertos sitios defectuosos en la pelcula

de xido: los sitios defectuosos pueden ser; partculas de escoria, precitados de las fases

secundarias, inclusiones no metlicas, heterogeneidades estructurales, heterogeneidades de

composicin, etc. Cuando se alcanza el potencial de picado, el intenso campo elctrico sobre

las partes ms delgadas de la pelcula de xido, ser tan alto que los iones Cl - podrn

penetrarla. Los iones que penetran forman el xido de cloro y como consecuencia la

disolucin local de la pelcula de xido metlico la rpida disolucin en el interior de la

picadura y la escases de oxgeno libre tienden a producir un exceso de cargas positivas en el

rea, que ocasiona la migracin de los iones cloruro hacia el interior de la misma, para

mantener la neutralidad elctrica. Los iones metlicos reaccionan con los iones cloruros y

forman los cloruros metlicos segn la reaccin (5):

Me++ Cl- MeCl (5)

A excepcin de los metales alcalinos, las sales metlicas incluyendo cloruros y sulfatos, se

hidrolizan por la accin del agua y forman hidrxido metlico y acido libre segn la siguiente

reaccin (6):

Me.Cl+ H2O Me.OH + (HCl) (6)

La composicin del acero y su estructura son factores que tambin influyen en este tipo de

corrosin [1].

1.5.4. Corrosin intergranular.

Este tipo de corrosin se da fundamentalmente en los aceros austenticos. Si a un acero

inoxidable austentico se le mantiene durante cierto tiempo a temperaturas comprendidas entre


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450 y 900C en ese intervalo de temperaturas los carburos de cromo pueden precipitar en los

lmites de grano con lo que se llega a la condicin de acero sensibilizado, estas reas de bajo

contenido en cromo se convierten en nodos respecto al resto de las partculas de grano que

son los ctodos. (Fig. 1.2). Las regiones adyacentes a los lmites de grano se empobrecen de

cromo. Si en estas condiciones se sita en medios corrosivos, puede experimentar un ataque

intergranular que recibe el nombre de corrosin intergranular, Figura 1.4. [3].

Figura 1. 2. Precipitacin de carburos en los lmites de grano (acero sensibilizado)

Cuando se efectan soldaduras es frecuente que las zonas adyacentes hayan sido expuestas a

temperaturas en el rango de 500-800 C por lo que precipitar carburo de cromo en los lmites

de grano, y se habr sensibilizado (Figura 1.3). La junta soldada deber ser calentada para

disolver los carburos de cromo y evitar la corrosin intergranular.

Lo mencionado anteriormente sobre la precipitacin de carburos de cromo se verifica con el

diagrama de la Figura 1.3, en donde se demuestra que a la temperatura de 650C se forman

precipitados de Cr23C6 en los lmites de grano. Pueden ser causa de la precipitacin los

tratamientos trmicos mal realizados, calentamientos o enfriamientos defectuosos durante la

transformacin del acero, los calentamientos sufridos en las zonas cercanas al cordn de

soldadura, etc.


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Figura 1. 3. Diagrama de secuencia de los sitios de precipitaciones de M23C6 en acero inoxidable austentico316L, las lneas azul y roja muestran la formacin de estos precipitados en los lmites de grano.

Figura 1.4. Microestructura del acero inoxidable AISI 304, aspecto de la corrosin intergranular tras lasensibilizacin del mismo.

Es muy peligroso que un acero quede sensibilizado a la corrosin intergranular, ya que en

ocasiones, despus de dicho ataque parece que est sano, pero un examen detallado pone de

manifiesto que posee muy poca resistencia. En caso de que no se adopte una medida de

proteccin a la corrosin, y el acero hubiese quedado sensibilizado a la corrosin intergranular

(Figura1.4) como consecuencia de la precipitacin de carburos de cromo, ser necesario

someterle a un temple austentico (hipertemple) con el objeto de disolver dichos carburos [3].


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1.5.5. Pruebas electroqumicas

La corrosin intergranular es bajo control andico (el ataque es determinado por la

disponibilidad de los sitios andicos en los lmites de grano). Por lo tanto sera de esperar quela curva de polarizacin andica de un acero inoxidable sensibilizado fuera diferente a la de un

material no sensibilizado. Esto es evidente en la Figura 1.5 ya que uno de los cambios en las

medidas ms grandes es en el rea de la definicin de la nariz correspondiendo a la transicin

activo-pasivo. La sensibilizacin incrementa en el rea definiendo la nariz andica las cuales

son particularmente pronunciadas en curvas obtenidas por inversin (reactivacin) explorando

en soluciones que contienen H2SO4 y KSCN, y estos forman las bases para las tcnicas de

polarizacin potenciodinmica de reactivacin (EPR) utilizadas para medir el grado de

sensibilizacin. Dos pruebas fueron desarrolladas para medir el grado de sensibilidad: tcnica

de polarizacin potencio dinmica de reactivacin de un solo ciclo y de doble ciclo [1].

Figura 1. 5. Curvas de polarizacin andica de una acero inoxidable 304 en una solucin 2N H2SO

4 en

90C despus del sensibilizado a 650Cpor varios tiempos.

1.5.5.1. Tcnica de polarizacin potenciodinmica de reactivacin de un solo ciclo (EPR test)

Las tcnicas electroqumicas estn destinadas a establecer si una combinacin de aleacin-

ambiente dada, dar lugar a picaduras basndose en la comparacin del potencial de corrosin


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(Ecorr), con el potencial de picado (Ep), como es ilustrado en la Figura 1.6 muchas

investigaciones han medido el Ep de la curva de polarizacin andica [1].

Para que las picaduras ocurran depender de la separacin de E corry Ep. Si Ecorrest cerca deEp, cualquier pequeo cambio en el poder oxidante de la solucin, tales como la introduccin

de trazas de oxidantes (frrico o iones cpricos), puede producir picado mediante la reduccin

de la separacin entre Ecorr y Ep. Puesto que el valor de Ecorr de los aceros inoxidables en

soluciones cloruro oxidantes no puede cambiar significativamente de aleacin a aleacin, se

ha hecho habitual para equiparar resistencia a las picaduras simplemente con el valor absoluto

de Epen vez de Ep-Ecorr.

As es generalmente aceptado que el valor, entre ms noble el valor de Ep, es mejor laresistencia al picado. El desplazamiento de E corrhacia arriba en las curvas de polarizacin, es

decir hacindolo ms noble, est relacionado con el engrosamiento de la pelcula pasiva y el

cambio de composicin de esta misma. En ambientes naturales que contienen microbios (agua

de mar), el ennoblecimiento del potencial de corrosin es debido, en gran parte, al desarrollo

de una biopelcula sobre la superficie de un acero inoxidable [1].

Figura 1. 6. Curva de polarizacin ilustrando las condiciones bajo las cuales el picado puede o no puedeocurrir.


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El procedimiento de esta prueba, la cual esta estandarizada por la ASTM como G108, fue

desarrollada en varios estudios entre estos a un acero inoxidable 304 o 304L. Para este acero

despus de que se estableci el potencial de corrosin, Ecorr(aproximado -400mV vs S.C.E.),

manteniendo por 2 minutos, el potencial de la muestra es elevado a +200 mV vs S.C.E., la cual

est en el rango del potencial pasivo, por 2 minutos. Despus del estado de pasivacin, el

potencial regresa a Ecorr en un rango constante de 6 V/h por encima de un periodo de 6

minutos. Esta disminucin obedece a la reactivacin de la muestra, que implican la

degradacin preferencial de la pelcula pasiva que cubre la regin de cromo-agotado del

material. A consecuencia de esto, un largo (nico) bucle es generado en la curva de potencial

vs corriente tal como es mostrada en la Figura 1.7 [1].

El rea bajo este bucle es proporcional a la carga, Q; en coulombios, gastada en reactivacin y

es usada como una medida de sensibilizacin. En un material no sensibilizado la pelcula

pasiva permanece intacta, y el tamao del bucle es relativamente pequeo.

Figura 1. 7. Diagrama esquemtico que describe el proceso de la tcnica polarizacin potenciodinmica dereactivacin de un solo ciclo (EPR test) para aceros inoxidable del tipo 304 y 304L.

1.5.5.2. Tcnica polarizacin potenciodinmica de reactivacin de doble ciclo (DL-EPR test)

A pesar de que el desarrollo de la tcnica EPR represent un gran avance en la determinacin

cuantitativa, rpida y no destructiva del grado de sensibilizacin de aceros inoxidables y de

que se utiliz por cerca de 20 aos la influencia de factores como el acabado superficial, la


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temperatura, y el tamao de grano la hacan relativamente complicada para ser efectuada en

campo debido a la dificultad para controlar dichos factores [16].

En 1980 Akashi [16] desarrolla un nuevo procedimiento para la prueba en el cual el barrido depotencial de reactivacin es procedido por un barrido andico (polarizacin andica) desde el

potencial de corrosin hasta el de pasivacin.

Como resultado se obtienen dos curvas, una correspondiente a la polarizacin andica y otra

resultante de la reactivacin y en vez de utilizar la carga integrada bajo la curva, se emplea

como criterio de evaluacin el radio de las corrientes mximas de reactivacin (Ir) y activacin

(Ia) obtenidas.

Figura 1. 8. Diagrama esquemtico describiendo el proceso de la tcnica polarizacin potenciodinmica dereactivacin de doble ciclo (EPR test).

En esta prueba, la muestra del acero inoxidable, es primero polarizada andicamente a travs

de la regin activa antes de la reactivacin en la direccin inversa, Figura 1.8. El grado desensibilizacin es medido por determinacin de la relacin de corriente mxima generada por

el barrido de reactivacin (reversa) a el barrido andico (adelante), Ir/Ia. La composicin de la

solucin, la temperatura de prueba, y el rango de examinacin son los mismos en la curva de

un solo ciclo. Las evaluaciones de esta prueba que se hicieron a un acero inoxidable tipo 304

se muestran en la Figura 1.8, se observa que Iaes relativamente propenso a la sensibilizacin,


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mientras que Ires muy pequeo (10-6Amperes) para muestras con recocido de disolucin pero

incrementa hasta valores tan altos como 10-2 Amperes para especmenes severamente

sensibilizados.

1.6. Soldabilidad de los aceros inoxidables austenticos

En una unin soldada podemos apreciar macrograficamente dos partes distintas: la zona

fundida, constituida por el cordn de soldadura y el metal base. La zona fundida, formada a

partir del estado lquido sufre, durante la fusin, un cierto nmero de transformaciones que son

de tipo qumico, fsico o estructural [15].

Entre la temperatura de fusin del cordn de soldadura y el metal fro, hay una gama completa

de temperaturas, entre las que, a cierta distancia del cordn se encuentran a aquellas que

favorecen la precipitacin de carburos. As tenemos que, paralelamente al cordn de soldadura

existe una zona sensible a la corrosin intercristalina. La fusin durante la soldadura puede

producir la reaccin de uno o ms elementos aleantes y por esta razn, la modificacin de las

caractersticas mecnicas o qumicas de la unin [15].

Este fenmeno es muy comn en la soldabilidad de los aceros austenticos al cromo-nquel del

tipo inoxidable, en los que la precipitacin se produce en el metal base en la zona de

temperaturas comprendidas entre los 500 y 850C, siendo el compuesto que sale de la

solucin, el carburo de cromo [15].

Algunas propiedades de los aceros inoxidables austenticos, las cuales afectan tambin

indirectamente a la soldabilidad de estos aceros son:

Los aceros inoxidables austenticos tienen un elevado coeficiente de expansin trmica y una

baja conductividad trmica respecto a los aceros ferrticos, con lo que se produce al soldarlos

mayor tensin residual, acumulacin de calor en las zonas de uniones soldadas y mayor

deformacin de las piezas. Esto es de consideracin importante a la hora de disear una

secuencia correcta de soldadura con la que se debe pretender disminuir al mnimo estos

efectos que, de lo contrario, podran resultar perjudiciales o representar graves contratiempos

[10].


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En cuanto a los problemas posibles relacionados con efectos de precipitacin y segregaciones

qumicas producidas durante la soldadura, estos pueden minimizarse con el control de la

metalurgia del metal base, la prctica de la soldadura y la seleccin de los consumibles

adecuados. Los principales precipitados que aparecen en la soldadura de inoxidables

austenticos son: Ferrita-, fase , y carburos M23C6y M6C. La fase se usa para describir una

gama de precipitados ricos en cromo y molibdeno, que pueden precipitar directamente en el

depsito de soldadura, pero que se forman preferencialmente desde la ferrita- en los aceros

que contienen molibdeno. Esta ferrita- se transforma a fases intermetlicas, como y a

temperaturas entre 500 y 850C para la fase y de 650 a 950C para la fase . La proporcin

de precipitacin de estas fases aumenta con el contenido de cromo y molibdeno, y reducen

considerablemente la tenacidad, ductilidad y resistencia a corrosin de estos aceros. Por estemotivo, el consumible del tipo AWS 316 se formula con mayor contenido de cromo y menor

de molibdeno respecto del material base, con el objeto de minimizar la aparicin de fase .

La precipitacin de carburos del tipo M23C6y M6C no suele ser un problema en el depsito de

soldadura, debido a que los consumibles tienen, por lo general, un bajo contenido de carbono,

o bien estn estabilizados en los grados AISI 321 y 347; pero en cambio, esta precipitacin

produce un fenmeno bien conocido de corrosin en la Zona Afectada Trmicamente (ZAT)

por la soldadura. Lgicamente, cuanto ms aporte trmico produzca el procedimiento escogido

y cuanto mayor contenido en carbono tenga el metal base, ms apreciable ser este fenmeno.

O bien, en caso de emplearse aceros con contenidos de carbono superiores, debe realizarse un

post-tratamiento de soldadura para la redisolucin de carburos y recuperar as la resistencia a

la corrosin de la pieza soldada.

A veces, estos defectos de precipitacin pueden no afectar sensiblemente las propiedades

mecnicas del material soldado, aunque si se dieran en gran extensin, dependiendo de lascondiciones de servicio del material (temperatura y medio), hay probabilidades de fallos

catastrficos del mismo. Adems, si este defecto se diera en pequea extensin, pero de forma

apreciable, puede verse afectada la resistencia a la corrosin del material, ya que cada defecto

es un posible foco de iniciacin de picaduras u otros tipos de corrosin.


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Otro problema asociado a la soldadura de aceros inoxidables totalmente austenticos son las

segregaciones qumicas de bajo punto de fusin en borde de grano, y mayoritariamente en el

centro de los cordones pueden crear una prdida de ductilidad del material en esas reas, que

se traduce en fisuracin "en caliente", sobre todo en los aceros totalmente austenticos (como

es el caso del AISI 310). Para evitar este fenmeno, los consumibles de soldadura estn

calculados con composicin qumica tal que el depsito contenga un cierto porcentaje de fase

ferrita-, que proporciona mayor resistencia mecnica y evita este tipo de fisuracin "en

caliente".

Tabla 1.V. problemas y soluciones durante el proceso de soldadura de los aceros inoxidables austeniticos.

Problemas Soluciones

Aparicin de fases intermetlicas frgiles

desarrolladas a partir de la fase ferrita-.

Controlar la cantidad de calor durante la soldadura

(limitar el aporte trmico a 2,5 KJ/mm) y la

temperatura de servicio del material, de forma que no

est expuesto durante prolongados perodos de tiempo

a las temperaturas de fragilizacin (500 a950C).

Aparicin de precipitados de carburos que pueden dar

problemas de prdida de resistencia a corrosin(especialmente por picaduras).

Controlar la cantidad de carbono, principalmente del

material base que se escoja.

Aparicin de segregaciones en el centro de los

cordones de soldadura, que pueden dar lugar a

"fisuracin en caliente"

Soldar sin precalentar los aceros inoxidables

austenticos, con cordones de soldadura estrechos,

limitando la acumulacin de calor y el tiempo de

exposicin a altas temperaturas

Excesiva acumulacin de calor en las zonas soldadas,

lo cual aumenta la produccin de cada uno de los

defectos anteriores adems de provocar mayor

distorsin en los materiales que se sueldan.

Limitar la temperatura entre pasadas y del material

base a un mximo de 150C. Esperar hasta su

enfriamiento antes de seguir soldando. Estas ltimas

precauciones favorecern tambin la limitacin en

deformaciones y la excesiva concentracin de

tensiones que pudieran producirse


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En los casos en que se requiera una mayor proporcin de esta fase, es esencial cuidar el aporte

de nitrgeno en los procesos de arco elctrico abierto, pues ste es un elemento estabilizador

de la fase austentica. Los principales problemas y soluciones de la soldadura de los aceros

inoxidables austenticos pueden resumirse en la Tabla 1.V.

1.6.1. Zona afectada trmicamente.

La zona afectada trmicamente en aceros inoxidables austenticos, depende de la composicin

y de la microestructura del metal base. Las reacciones que pueden ocurrir en las aleaciones

austenticas son:

Crecimiento de grano.

La mayora de los aceros inoxidables se sueldan en condiciones de recocido o

laminados en caliente, por lo que el crecimiento de grano suele ser limitado a menos

que los aportes de calor de soldadura sean extremadamente altos. Algunos

engrosamientos de grano por lo general se pueden observar pero en la mayora en la

mayora de los casos esto no es dramtico.

Formacin de ferrita.

Algunas composiciones cuando se calientan por debajo de la lnea de temperatura de

solidus forman ferrita. La relacin de Creq/Nieq de la aleacin, ocasionar que sea ms

probable la formacin de ferrita. Cuando se forma ferrita a lo largo de los bordes de

grano en la ZAT sta restringir el crecimiento y minimizar la susceptibilidad al

agrietamiento.

Precipitacin.

Desde que la ZAT es calentada a temperaturas cercanas a la temperatura de

solidificacin de la aleacin, muchos de los precipitados que se encuentran presente en

el metal base se pueden disolver. Esto puede llevar a una sobresaturacin de la matriz

autenitica, durante el enfriamiento, lo que da como resultado la formacin de diferentes

tipos de precipitados.


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Licuacin en el lmite de grano.

Fusin local a lo largo de los limites de grano austentico tambin puede ocurrir, esto

usualmente es el resultado de la segregacin de elementos como impurezas, lo cual

reduce la temperatura de fusin en los bordes de grano. Estas aleaciones contienen

titanio y niobio, los que forman carburos MC ricos en estos elementos, los cuales

tambin pueden conllevar a una licuacin constitucional, fenmeno que puede producir

un agrietamiento en la ZAT [4].

1.6.2. Influencia de la agitacin magntica durante la soldadura.

La interaccin electromagntica durante la soldadura produce una vibracin en la redcristalina, con la cual se homogeniza la composicin qumica tanto en la matriz de los granos

como en los lmites de grano, mejorando as, la resistencia a la corrosin tanto en forma

generalizada como localizada, en presencia de medios agresivos en donde los aceros

inoxidables austenticos despus de haber sido soldados, por el procedimiento convencional no

tienen buen comportamiento sobre todo a la corrosin localizada en la ZAT, por el fenmeno

de sensibilizacin ocurrido durante la soldadura [9].

La interaccin de campos magnticos es la que se produce entre el campo magntico generado

por la corriente de soldadura, el cual es perpendicular a la misma y el campo magntico

externo generado por una bobina externa, la cual genera un campo magntico axial a la

corriente de soldadura.

Un campo magntico aplicado a una soldadura puede desviar el arco por una fuerza

electromagntica (fuerza de Lorentz) en el plano normal a las lneas de campo. La fuerza de

Lorentz F= JxB es la fuerza que experimenta el arco elctrico. J representa la densidad de

corriente y B la induccin magntica. El campo magntico ejerce una fuerza sobre los

electrones e iones dentro del arco que hace que el arco pueda ser desviado lejos de la

trayectoria normal del arco. El arco de soldadura puede ser desviado hacia adelante, hacia

atrs o hacia los lados con respecto al electrodo y la soldadura dependiendo de la direccin del

campo magntico externo. Un campo magntico axial paralelo al arco elctrico, har que la


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fuerza de Lorentz sea perpendicular a la componente radial del arco de la pileta de soldadura

[11].

Actualmente se ha

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caracterizacion electroquimica de la zona afectada termicamente del acero inoxidable austenitico 316L