Soldadura de SS310, 310 a acero al carbono

¿Qué es el material SS310?

El acero inoxidable SS 310 es un tipo de acero inoxidable austenítico con un porcentaje de carbono medio similar al rango de acero al carbono y se utiliza principalmente para servicios de alta temperatura, por ejemplo, piezas de hornos, tuberías y componentes de tratamiento térmico. El material puede soportar hasta 2100 ° F 1150 ° C para un servicio continuo. El tipo 310 de acero inoxidable austenítico ofrece una excelente resistencia a la oxidación, buenas propiedades de fluencia a alta temperatura y resistencia general a la corrosión. La variante con bajo contenido de carbono del 310 es de grado 310S, que tiene una buena soldabilidad en comparación con el SS310. SS310 también se utiliza para servicios de temperatura criogénica hasta la temperatura de -268 ° C (-450 ° F).

Especificación de material

El número UNS del material SS310 es UNS S31000, el número UNS 310S es UNS S31008 y el número UNS 310H es UNS S31009. El material se suministra según las especificaciones siguientes:

  • ASTM: A-240
  • ASME: SA-240
  • AMS: 5521

Propiedades químicas y mecánicas de SS310

Las propiedades químicas de SS310, SS310S y SS310H se muestran en la imagen de abajo. La principal diferencia entre 310, 310S y 310H es la cantidad de% de carbono. SS310S tiene el carbono más bajo, es decir, un máximo de 0,08%, mientras que SS310 tiene el porcentaje máximo de carbono.

El límite elástico y de tracción estándar de SS310 a 68 ° F o 20 ° C, es decir, la temperatura ambiente se muestra en la siguiente tabla. La dureza típica de SS310 es 217 HB y el alargamiento es mínimo del 45%, una característica típica del acero inoxidable austenítico.

Las propiedades de fluencia de SS310 se dan en la siguiente tabla a varias temperaturas. La deformación por fluencia y la resistencia a la rotura por fluencia se muestran en MPa para el acero inoxidable 310.

SMAW o soldadura con electrodo revestido de aleación 310

La soldadura con electrodo revestido o la soldadura SMAW de SS310 se realiza utilizando el electrodo E310-15. La soldadura con electrodo revestido de E310H se realiza con electrodo tipo E310H-15.

Propiedades del electrodo E310H SMAW: La composición de este metal de soldadura es la misma que la depositada por los electrodos E310, excepto que el carbono varía de 0.35 a 0.45 por ciento. Estos electrodos se utilizan principalmente para soldar o reparar piezas fundidas de alta aleación resistentes al calor y a la corrosión de la misma composición general que están designadas como Tipo HK por el Alloy Castings Institute. La aleación tiene una alta resistencia a temperaturas superiores a los 1700 ° F [930 ° C]. No se recomienda para atmósferas con alto contenido de azufre o donde está presente un choque térmico severo. La exposición prolongada a temperaturas en el rango aproximado de 1400 ° F a 1600 ° F [760 ° C a 870 ° C] puede inducir la formación de sigma y carburos secundarios que pueden resultar en una reducción de la resistencia a la corrosión, reducción de la ductilidad o ambas.La composición de este electrodo no debe confundirse con la aleación 310H forjada de acero inoxidable que tiene un contenido de carbono más bajo de 0.04-0.10 por ciento.

Cuando el material 310 o 310H se expone a altas temperaturas (en el rango de temperatura de 1202–1742 ° F (650–950 ° C)) se vuelve quebradizo sigma. La única solución para recuperar su ductilidad es mediante el recocido de solución, pero a menudo no es factible hacerlo en sitios o grandes recipientes hechos de material SS310. En este caso, cualquier trabajo de soldadura o reparación deberá realizarse únicamente con el electrodo E16-8-2 . Los electrodos E16-8-2 ofrecen una alta resistencia al agrietamiento en comparación con los electrodos de tipo E310-XX.

Soldadura TIG-MIG de SS310

La soldadura TIG o MIG del material SS310 / SS310H / SS310S se realiza utilizando alambre de relleno tipo ER310 según SFA 5.9. ER16-8-2 también se utiliza para materiales expuestos a altas temperaturas. ER16-8-2 también es adecuado para soldar nuevos materiales sin preocupaciones. La soldadura con núcleo de fundente (FCAW) se realiza utilizando alambre tubular tipo SFA 5.22-E310T-X.

El argón puro se usa generalmente con fines de protección. Para saber más sobre los gases de protección de la soldadura TIG MIG y FCAW de acero dúplex de acero inoxidable , haga clic aquí.

Cuando se suelda raíz abierta con TIG o MIG, se requiere purga de gas y debe ser gas inerte puro para evitar la oxidación del lado de la raíz.

Soldadura de SS310 a acero al carbono

La soldadura SMAW o con electrodo revestido de SS310 al acero al carbono se realiza utilizando electrodos tipo E309L-15/16/17 o AWS SFA / A 5.11, Clasificación ENiCrFe-2 o -3 o ENiCrMo-3.

Soldadura de acero inoxidable 310 a 304 o 316

La soldadura de acero inoxidable SS310 a SS304 o SS316 se realiza utilizando AWS SFA 5.4, clasificaciones E309-15 / 16/17 o E309L-X 15/16/17.

Precalentamiento y temperatura entre pasadas

Por lo general, no se requiere precalentamiento para soldar el material 310, ya sea S310S o 310H. La temperatura entre pasadas se mantendrá como máximo a 400 ° F o 200 ° C. Se recomienda utilizar un aporte de calor bajo para evitar deformaciones durante la soldadura SS310.

Para el material expuesto a altas temperaturas y propenso a tener fragilización sigma, carecerá de ductilidad. Por lo tanto, se puede aplicar precalentamiento a estos materiales para evitar que se agrieten durante la soldadura.

PWHT de SS310

No se requiere PWHT de SS310. El proceso de tratamiento térmico utilizado solo es el recocido en solución a 1832–2101 ° F (1000–1150 ° C) para restaurar la ductilidad del material y la microestructura original cuando se expone a altas temperaturas.

Fragilidad Sigma en SS310

La aleación SS310 cuando se expone a un rango de temperatura de 1202–1742 ° F (650–950 ° C), la microestructura es propensa a la precipitación en fase sigma (fase 𝜎) debido al alto contenido de carbono presente en el material. Las fases Sigma son microestructura dura que reducen la ductilidad del material. Una gran cantidad de precipitación sigma en el material lo volverá quebradizo y reducirá la tenacidad y el material puede agrietarse fácilmente si se aplica algún impacto a los materiales.

Para superar el efecto de la fragilización sigma, se aplica un tratamiento térmico conocido como tratamiento térmico de recocido en solución al material en el rango de temperatura de 2010-2100 ° F (1100-1150 ° C) para restaurar la ductilidad y la tenacidad del material posterior.