Efecto de la carga y la velocidad en la resistencia al desgaste de aceros para herramientas depositados por soldadura

A. MASSETTI, A. GUALCO, H. G. SVOBODA

Santiago de Chile

Congreso; 8º Congreso Internacional de Metalurgia y Materiales CONAMET/SAM 2008; 2008

SOCHIM

La soldadura de recargue es un método utilizado para funcionalizar superficies sometidas a desgaste severo, corrosión u oxidación, que se ha transformado en un campo de gran aplicación y desarrollo tecnológico, tanto para la fabricación de nuevos componentes como para la reparación y extensión de la vida útil de los ya existentes. Los depósitos obtenidos por soldadura de recargue presentan características diferenciadas respecto de los materiales obtenidos por otras rutas de fabricación. La respuesta al desgaste de estos depósitos de soldadura bajo diversas condiciones de servicio es un área de gran interés tecnológico en la que es escasa la información sistemática disponible. Variables como la magnitud y tipo de carga, la temperatura, la velocidad y el tiempo en servicio afectan fuertemente la resistencia al desgaste de dichos depósitos. En este trabajo se estudió el efecto de la carga aplicada y la velocidad tangencial en el comportamiento al desgaste del metal de soldadura correspondiente a un acero martensítico para herramientas (aleado al Cr, Mn, Mo, V y W), depositado por soldadura. El recargue duro se depositó con un alambre tubular metal-cored sobre un acero de bajo carbono  mediante el proceso de soldadura semi-automático con un calor aportado de 2 kJ/mm y bajo protección gaseosa de 98%Ar-CO2. Del cupón soldado se extrajeron muestras para caracterización microestructural, medición de dureza, determinación de la composición química y ensayos de desgaste. Se realizó la caracterización microestructural mediante microscopías óptica (LM) y electrónica de barrido (SEM), difracción de rayos X (XRD) y espectroscopía de energías dispersivas (EDS). Los ensayos de desgaste (metal-metal) se realizaron en una máquina del tipo pin-on-disk según la norma ASTM G99-05, siendo el pin el material de recargue. Se analizaron los efectos de la carga y la velocidad tangencial sobre el comportamiento al desgaste, determinándose la pérdida en peso en función de la distancia recorrida hasta 5000 m, para las distintas condiciones analizadas. Se analizaron dos valores de carga (10 y 40 N) y dos velocidades tangenciales (0,46 y 2 m/seg). El material de referencia (disco) fue un acero tipo SAE 1010. Luego del ensayo se analizaron las superficies de desgaste del pin y del disco, junto con el debris. La  microestructura está constituida principalmente por martensita y una fracción de austenita retenida. Se observó un patrón de segregación dendrítico. La dureza en la superficie de desgaste fue de entre 650 y 700 HV1. Los resultados obtenidos se discutieron analizando los mecanismos de desgaste involucrados en cada caso. Asimismo, se obtuvieron las tasas de desgaste para los distintos casos analizados. El desgaste aumenta con la carga y con la velocidad tangencial, sin embargo sólo se observaron diferencias significativas para la condición de 40N y 2 m/seg, para la cual la tasa de desgaste aumentó dos órdenes de magnitud y el mecanismo de desgaste preponderante fue la adhesión y abrasión, además de delaminación y deformación plástica.