Title

EFFECT OF HEAT TREATMENT AND LOADING ON TRIBOLOGIC BEHAVIOR OF WELDING DEPOSITS FOR HARDFACING

EFEITO DO TRATAMENTO TÉRMICO E DA CARGA APLICADA SOBRE O COMPORTAMENTO TRIBOLÓGICO DE DEPÓSITOS DE SOLDAGEM PARA RECOBRIMENTOS DUROS

Authorship

Gualco, Agustín; Svoboda, Hernán; Surian, Estela; Vedia, Luis de

DOI

10.5151/5463-5463-17280

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Abstract

This paper analyzes the effects of post welding heat treatment and applied load in wear tests on the tribological response of hard weld surfacing. The deposit was a martensitic steel obtained with a FCAW metal-cored wire under gas shielding of Ar-2%CO2 and 2 kJ/mm of heat input. Cross sections were obtained from the welded coupon and subjected at 550°C during 2 hours. These samples, together with the as welded specimens, constituted the system under study. Cross sections were also extracted for both conditions to determine chemical composition, microstructure characterization, micro-hardness measurements in addition to friction and metal-metal wear tests in pure sliding at 500, 1250 and 2000 N of applied load. A microstructure composed of martensite and retained austenite was observed for both conditions. The as welded sample presented 16% of retained austenite whereas the heat treated one 8%. Heat treated coupons showed secondary hardening associated with precipitation phenomena. In the specimens tested at 500 and 1250 N the wear mechanism was oxidative and the as welded specimens presented higher wear resistance and a higher friction coefficient. Regarding the tested samples at 2000 N, wearing mechanism was delamination and heat treated samples resulted more resistant with a higher friction coefficient.

 

Neste trabalho foram analisados os efeitos do tratamento térmico pós-soldagem e da carga aplicada no teste de desgaste sobre o comportamento tribológico dos depósitos de solda. O metal depositado foi um aço martensítico, obtido usando um arame tubular “metal-cored” pelo processo de soldagem semi-automática sob proteção gasosa de Ar-2%CO2 com 2 kJ/mm de calor aportado. Do corpo de prova soldado foram extraídas amostras por cortes transversais aos cordões que foram submetidos a tratamento térmico de 550 º C por 2 horas. Estas amostras, junto com uma sem tratamento térmico (como soldada), foram as estudadas. A determinação da composição química, a caracterização microestrutural, as medições de dureza e testes de fricção e desgaste metal-metal em condição de deslizamento puro com 500, 1250 e 2000 N de carga aplicada foram realizados para as ambas condições. Para os dois casos, a microestrutura era constituída por martensita e austenita retida. A amostra como soldada apresentou um teor de austenida retida de 16 % e a tratada termicamente de 8%. As amostras tratadas termicamente apresentaram endurecimento secundário associado com eventos de precipitação. Encontrou-se que, para os corpos de prova testados entre 500 e 1250 N de carga, o mecanismo de desgaste foi oxidativo e que as amostras sem tratamento térmico apresentaram melhor resistência ao desgaste e maior coeficiente de fricção. Para os espécimes testados com 2000 N de carga, o mecanismo de desgaste foi delaminação e as amostras tratadas apresentaram melhor resistência ao desgaste e maior coeficiente de fricção.

Keywords

Hardfacing welding; Heat treatment; Friction; Wear; Martensitic steels.

Recobrimentos por soldagem; Tratamento térmico; Fricção; Desgaste; Aços martensíticos.