Mechanical properties and microstructural characterization in the welding of the duplex stainless steel UNS S31803 (SAF 2205)

Duplex stainless steels show good mechanical properties and excellent corrosion resistance. These qualities are increasing their use in aggressive environments. Thus, these characteristics make them very used in chemical and petrochemical, mainly. Generally, the manufacture and repair of any industrial equipment involve welding operations, even though it is very important to evaluate the influence of multipass welding parameters in phase balances, microstructure and microhardness. Firstly, the shielded metal arc welding in steel ASTN A516 Gr. 60 with electrode AWS 2209-17 had been carried through with many energies, varying welding speed and current. Microstructural characterization by optic microscopy, quantification of ferrite content using ferritscope and microhardness test has being performed to evaluate the weld metal. After that, the best conditions of the last stage for welding of duplex stainless steel UNS S31803 had been chosen to evaluate the effect of the welding energy in phase balances, microstructure, and microhardness in the weld metal and HAZ. In the last stage, the weldings in joint of duplex steel had been carried through, in order to evaluate the effect of the welding energy and restriction of joint in phase balances, microstructure, microhardness and toughness of the weld metal and HAZ. The influence of the welding energy in the ferrite content was checked, although the behavior was different according to variation of the welding parameters. The basic microstructures of formed austenitic were allotriomoph, Widmanstätten and intragranular. Regions with pass overlapping presented greater amount of austenite in the weld metal and microstructure more refined in the HAZ. It was observed that increasing welding speed, greater is the amount of Widmanstätten austenite. In general, the increase of the amount of Widmanstätten austenite decreases level of microhardness in the weld metal. The restriction of the welded joint influenced in phase balances and toughness of the HAZ. There was not effect of the welding energy on toughness of the weld metal and this region occurred higher levels in relation to material as receivedOs aços inoxidáveis duplex possuem boas propriedades mecânicas e excelente resistência à corrosão, aumentando seu uso em ambientes agressivos. Estas características os fazem muito utilizados principalmente na indústria química e petroquímica. Geralmente, a fabricação e reparo destes equipamentos envolvem operações de soldagem, sendo que é muito importante avaliar a influência dos parâmetros de soldagem multipasse no balanceamento de fases, na microestrutura e microdureza. Primeiramente, foram realizadas soldagens em aço ASTM A516 Gr. 60 com eletrodo revestido AWS 2209-17, empregando diversas energias, variando a velocidade e corrente de soldagem. Foi feita a caracterização microestrutural através de microscopia óptica, quantificação do teor de ferrita utilizando ferritoscópio e ensaio de microdureza para avaliar o metal de solda. Posteriormente, foram selecionadas as melhores condições da etapa anterior para soldagem do aço inoxidável duplex UNS S31803 para avaliar o efeito da energia de soldagem no balanceamento de fases, na microestrutura e microdureza no metal de solda e ZAC. Na última etapa foram realizadas soldagens em juntas de aço duplex, de modo a avaliar o efeito da energia de soldagem e restrição da junta no balanceamento de fases, microestrutura, microdureza e tenacidade do metal de solda e da ZAC. Foi verificada a influência da energia de soldagem no teor de ferrita, possuindo comportamentos diferentes de acordo com os parâmetros de soldagem. As microestruturas básicas da austenita formada foram alotrimórfica, Widmanstätten e intragranular. Nas regiões com sobreposição de passe houve maior quantidade de austenita no metal de solda e microestrutura mais refinada na ZAC. Foi observado que quanto maior a velocidade de soldagem, maior a quantidade de Widmanstätten. De forma geral, foi observado menor nível de microdureza no metal de solda, principalmente nas condições com maior quantidade de austenita Widmanstätten. A restrição da junta soldada influenciou no balanceamento de fases e na tenacidade da ZAC. Não houve efeito da energia de soldagem na tenacidade do metal de solda, possuindo níveis menores em relação ao material como recebid