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INDURA PERU S.A
ACEROS AL MANGANESO - SOLDABILIDAD EXPOFUNDICION 2013
COLEGIO DE INGENIEROS DEL PERU
27 de Marzo del 2013
Presentador:Ing. CIP.CWI. Miguel Angel Terán Llacma
INDICE
- Introducción
- Concepto
-Metalurgia
-Metalografía
ACEROS AL MANGANESO - SOLDABILIDAD
-Metalografía
-Elementos base /Impurezas/ Elementos aleantes
- Recalentamiento
-Defectos de fundición
-Procesos de Soldadura
-Materiales de Aporte
-Procedimiento de Soldadura
INTRODUCCION
Hoy en día la producción de Acero al Manganeso en las fundiciones relacionadas al sector minero están entre el 20% y 40% aproximadamente, por lo que la soldadura al arco constituye la alternativa eficaz para
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al arco constituye la alternativa eficaz para la reparación de piezas defectuosas o desgastadas en campo , teniendo en cuenta las consideraciones adecuadas para obtener los mejores resultados .
�Aleación no magnética .
�Alta resistencia ,buena ductilidad ,rapid work-Hardening , resistencia al desgaste.
�Aleaciones comerciales de 1 a 1.4%Carbon y 11 a 14%Manganeso (ASTM A128).
�Composición nominal 1.2%C y 12.5%Mn.
�Cr, Mo , Ni , V ,Cu, Ti ,Bi proveen especiales propiedades.
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CONCEPTO
�Casting , Hot- Rolled billets , bars , plates and wire.
�Casting and Rolled product quenched condition(Templado).
�Wire annelead condition(Recocido).
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ACEROS AL MANGANESO - SOLDABILIDAD
� Manganeso en el acero : Fuerte afinidad con Oxigeno , Azufre y Carbón.
�Actúa como Desoxidante , reduciendo la Hot- Craking y contribuye al Endurecimiento.
�Manganeso Libre y Hierro forman SSS , haciendo muy lenta la transformación austenitica durante el enfriamiento.
�Grandes adiciones de Mn favorecerán la transformación austenitica a temperatura ambiente acompañado de un enfriamiento rápido.
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Metalurgia
�Para asegurar Austenita a temperatura ambiente :Templar al agua desde una alta temperatura ( Austenita completa y Carbón en solución).
�La temperatura adecuada de Austenizacion depende de los contenidos de Manganeso y Carbón.
�Temperatura adecuada entre 1900ºF y 2000ºF .
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Metalurgia
Causal de Malas Propiedades : PRECIPITACION DE CARBUROS
� Bajas velocidades de enfriamiento desde T.A.
� Templados inadecuados debido a la baja conductividad térmica del acero .
�Inadecuadas temperaturas promueven la formación de cadenas de carburos sin disolver agrupados en los bordes de grano.
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Metalurgia
disolver agrupados en los bordes de grano.
�Máximos espesores de fundiciones comerciales hasta 6 pulgadas.
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Metalurgia
Gerencia de Marketing y Gestión Comercial
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Metalografía
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Metalografía
CARBON�Entre 1.05 a 1.35% ( optimo 1.15%) .�Leve efecto sobre Resistencia a la Fluencia( Yield Strength)�Altos niveles de Carbón causan problemas en el T.T.�Bajos niveles de Carbón evitan la fragilidad y precipitación de Carburos durante el enfriamiento.
MANGANESO�Entre 11 a 14% .�Fuerte efecto sobre la Resistencia a la Tracción y Ductilidad .
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Elementos Base
�Fuerte efecto sobre la Resistencia a la Tracción y Ductilidad .�Estabilizador de Austenita.�Variación de hasta 2% por encima o debajo de lo nominal debido a la Segregación durante la solidificación .
SILICIO�Entre 0.4 a 0.6%� Valores máximos hasta 1%.�Hasta 2 % , incremento moderado Y.S. y mejora el flujo plástico bajo repetidos impactos.
FOSFORO Y AZUFRE�Son relativamente inofensivos en el Acero al Manganeso.�Según especificación ASTM A128 permite un máximo de 0.07% P .�No debe exceder el Fosforo por encima de 0.04% en piezas fundidas ( cracking fabrication and weld hot cracking ).�El Azufre no tiene influencia en las propiedades del metal por estar neutralizado por el exceso de Manganeso.
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Impurezas
CROMO�Entre 1.5 a 2.5%�Incrementa el L.E pero reduce la Ductilidad por aumento de Carburos Frágiles en la Austenita cuando esta en 2.5%�Asociado a un alto nivel de Carbón se obtienen carburos sin disolver.
MOLIBDENO�Incrementa el L.E sin sacrificar la Tenacidad ej. Zapata de Oruga�Mejora la Tenacidad y resistencia a la rajadura en As Cast.�Homogeniza el tamaño de grano.
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Elementos Aleantes
�Homogeniza el tamaño de grano.�Reduce la formación de Carburos Frágiles durante el temple.
NIQUEL�Poco efecto en el Y.S.�Estabilizador de Austenita con ligero incremento en la Ductilidad.
BISMUTO�Ligera mejora en la maquinabilidad.
TITANIO�Disuelve al Carbón en la Austenita formando Carburos estables.
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Recalentamiento
�Tiene gran efecto en las Propiedades.
�Reduccion de Ductilidad y precipitacion de Carburos en los bordes de grano ,a diferencia de los aceros estructurales .
� No calentamientos por encima de 260ºC .De ocurrir esto nuevo T.T. Debe realizarse.
�Tiempo , Temperatura y C.Q. deben tomarse en cuenta al soldar �Tiempo , Temperatura y C.Q. deben tomarse en cuenta al soldar para evitar fragilizacion.
�Se recomienda aleaciones 1%C, 1%Mo y 13%Mn.
�El Molibdeno suprime la precipitacion de carburos y la fragilidad hasta 480ºC.
�Con contenidos de 3.5%Ni la fragilidad se suprime hasta 600ºC o más.
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Recalentamiento
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Recalentamiento
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DEFECTOS DE FUNDICION
ZONA DE ENFRIADORES
PUNTOS CALIENTES SOBRE LOS ALIMENTADORES
RECHUPE
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DEFECTOS DE FUNDICION
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DEFECTOS DE FUNDICION
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DEFECTOS DE FUNDICION
POROS
SOPLADURAS
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PROCESOS DE SOLDADURA
�Soldadura al Arco : Unión , Reparación y Surfacing ( SMAW , FCAW , GMAW)
�Usar procesos con un mínimo Heat Input ( Fragilid ad y baja Tenacidad)
�Procesos OAW y GTAW NO son recomendados
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MATERIAL DE APORTE - ELECTRODOS
�Electrodos Revestidos , Alambres Sólidos y Tubulare s.
�Buenas Propiedades Mecánicas y Resistencia a la Fi suracion , con un máximo de 0.03 a 0.04% P.
�Mn-Cr / Cr-Ni-Mn , Alta Resistencia a la Abrasió n, Rápido Work Harden bajo impacto , Alta toleranci a a la Dilución Ac.Mn –Ac.C
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PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA
�Antes de SOLDAR , Remover con precaucion (no overheated) cualquier metal endurecido en el trabajo , Fisuras u otros defectos por esmerilado o gouging.�El material endurecido en el trabajo es mas susceptible a la fisuracion que el material Templado.�NO PRECALENTAR.�Temperaturas de Interpase no debe exceder 280ºC ,respetar periodos de un minuto entre pases para evitar recalentamientos y fragilizacion en el un minuto entre pases para evitar recalentamientos y fragilizacion en el ZAC. �Usar un mínimo de Aporte Térmico ( Electrodos de menor diámetro).�Hacer depósitos rectos con arcos cortos y DCEP ( soldadura intermitente ).�Usar sistemas de enfriamiento forzado por Agua y Aire.�Alivio de tensiones ( Peened) .�Multipases en lugar de pases simples ( Revenir Martensita) con precaucion .�Se recomienda procesos de soldadura semiautomaticos
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PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA
Alivio de Tensiones PEENED
Remoción de defectos
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PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA
�Usar electrodos WELDMANG 14 o WELDMANG CAST para soldadura de Reparación de defectos de fundición.
� Al reparar rajaduras y/o defectos profundos deben ser eliminados completamente ( usar PT) . Rellenar con electrodos inoxidables Austeniticos tipo 3XX. INDURA 308L. Posteriormente completar con WELMANG 14 o WELMANG CAST.
�Para unión Ac . al Mn – Ac. Carbono o Baja Aleación con electrodos WELDMANG o Electrodos de Aceros Inoxidables tipo 3XX ( INDURA 29/9 , INDURA 308 , INDURA 309 , INDURA 25/20 ).Controlar la Dilución.
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PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA
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PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA
ACEROS AL MANGANESO - SOLDABILIDAD
PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA
ACEROS AL MANGANESO - SOLDABILIDAD
PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA
RECHUPE EN BASE DE ALIMENTADOR
RECHUPE REPARADO Y ENSAYADO CON PT
POROS REPARADOS ( CHILL)
ACEROS AL MANGANESO - SOLDABILIDAD
PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA
REPARACION DE RECHUPE
EN BASE DE LOS
ALIMENTADORES
ACEROS AL MANGANESO - SOLDABILIDAD
PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA
REPARACION DE
DEFECTOS EN BUCKETS
ACEROS AL MANGANESO - SOLDABILIDAD
BUILD-UP Y RECARGUE
BLINDAJE EN BUCKETS
RECONSTRUCCION DE MARTILLOS
ACEROS AL MANGANESO - SOLDABILIDAD
SOLUCION INDURA
ELECTRODOS REVESTIDOS
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SOLUCION INDURA
ALAMBRES TUBULARES
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SOLUCION INDURA
ALAMBRES TUBULARES
Análisis típico material depositado (Alambre 218-O) (% en Peso)
C Si Mn Cr Ni Fe1.00 0.40 15.00 3.10 0.4 Bal.
TUBE – ALLOY 218 - 0
Análisis típico material depositado (Alambre AP-O) (% en Peso)
C Si Mn Cr Fe
0,42 0,30 16,50 13,0 Bal.
TUBE – ALLOY AP - 0
GRACIAS…ACEROS AL MANGANESO-SOLDABILIDADINDURA PERUGRACIAS… INDURA PERU
27 de MARZO de 2013