Detrimental Cr-rich Phases Precipitation on SAF 2205 Duplex Stainless Steels Welds After Heat Treatment

• Published in: Soldagem & Inspeção Vol. 21; no. 2; pp. 165 - 171
• Main Authors: Pérez, Argelia Fabiola Miranda, Breda, Marco, Calliari, Irene, Medina, Gladys Yerania Pérez, Sandström, Rolf
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Associação Brasileira de Soldagem 01.06.2016
• Subjects: Chi; Duplex stainless steels; Heat treatment; METALLURGY & METALLURGICAL ENGINEERING; SAW; Sigma; Heat treatment; Chi; Duplex Stainless Steels; Sigma; Tratamento térmico; SAW; Aços inoxidáveis duplex
• ISSN: 0104-9224; 1980-6973; 0104-9224; 1980-6973
• DOI: 10.1590/0104-9224/SI2102.06

Abstract The austeno-ferritic Stainless Steels are commonly employed in various applications requiring structural performances with enhanced corrosion resistance. Their characteristics can be worsened if the material is exposed to thermal cycles, since the high-temperature decomposition of ferrite causes the formation of detrimental secondary phases. The Submerged Arc Welding (SAW) process is currently adopted for joining DSS owing to its relatively simple execution, cost savings, and using molten slag and granular flux from protecting the seam of atmospheric gases. However, since it produces high contents of δ-ferrite in the heat affected zone and low content of γ-austenite in the weld, high-Ni filler materials must be employed, to avoid excessive ferritization of the joint. The present work is aimed to study the effect of 3 and 6 hours isothermal heat treatments at 850°C and 900°C in a SAF 2205 DSS welded joint in terms of phases precipitation. The results showed the presence of σ-phase at any time-temperature combination, precipitating at the δ/γ interphases and often accompanied by the presence of χ-phase. However, certain differences in secondary phases amounts were revealed among the different zones constituting the joint, ascribable both to peculiar elements partitioning and to the different morphology pertaining to each microstructure. Resumo Os Aços Inoxidáveis austeno-ferriticos são comumente utilizados em diversas aplicações que requerem desempenho estrutural, maior resistência à corrosão. As suas características podem ser prejudicadas se o material for exposto a ciclos térmicos, uma vez que a decomposição a alta temperatura da ferrita provoca a formação de fases secundárias prejudiciais. O processo de soldagem a arco submerso (SAW) é atualmente adotado para unir DSS devido à sua execução relativamente simples, economia de custos, e utiliza escória fundida e fluxo granular para proteger a costura dos gases atmosféricos. No entanto, uma vez que são produzidos elevados teores de ferrita-δ na zona afetada pelo calor e baixo teor de austenita- γ na solda, materiais de adição de alto-Ni devem ser empregados, de modo a evitar excessiva ferritização na junta. O presente trabalho tem como objetivo estudar o efeito de 3 e 6 horas de tratamentos térmicos isotérmicos a 850°C e 900°C em uma junta soldada de DSS SAF 2205 em termos de precipitação de fases. Os resultados mostraram a presença de fase-σ em qualquer combinação de tempo-temperatura, precipitando nas interfases δ/γ e muitas vezes acompanhada pela presença de fase- χ. No entanto, algumas diferenças na quantidade de fases secundárias foram reveladas nas diferentes zonas que constituem a junta, ambas atribuídas aos elementos peculiares de partição e à morfologia diferente pertencente a cada microestrutura.