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Effect of preheat on the dilution and hardness of deposits AWS E FeCr-A1 used for surfacing the shredder hammers

Abstract

Problem:

Deposits with AWS E FeCr-A1 electrodes used for surfacing the shredder hammers have different hardness and microstructure.

Objective:

Evaluate the effect of preheat on the dilution, hardness and microstructure of deposits obtained with AWS E FeCr-A1 electrodes, using as base metal plates of S275JR steel.

Methodology:

Plates of S275JR steel with 100 x 50 x15 mm were used as base metal. The deposition was performed at room temperature and at 200 °C, using single layer by shielded metal arc welding (SMAW). The samples were prepared and polished with abrasive paste and chemically etched with Murakami reagent. Optical microscope (OM) was used for metallographic study of hardfacing deposits and Vickers hardness was determined using a Shimatsu microdurometer. Dilutions of the samples were calculated with the areas of the base metal that was melted, and the area of the over-lay. These areas were measured using SigmaScam program.

Results and discussion:

Dilutions obtained at room temperature and 200 °C shown significant differences (13 and 19 %). The microstructure of deposits obtained with the AWS E FeCr-A1 electrode, used for surfacing the shredder hammers, consists of primary austenite in dendritic form and eutectic of iron- chromium carbide and austenite. When increase the temperature (200°C) predominant microstructure is austenite. The lowest hardness value (510 HV) was obtained in sample with large amount of primary austenite and an interdendritic eutectic network (austenite and carbide).

Conclusions:

The results of the experiments have showed what the dilution, the morphology structure and the hardness of hardfacings are associate with the preheat temperature.

Resumen

Problemática:

Depósitos con el electrodo AWS E FeCr-A1 realizados en el recargue de los martillos desmenuzadores presentan diferentes valores de dureza y microestructura.

Objetivo:

Evaluar el efecto del precalentamiento sobre la dilución, dureza y microestructura en depósitos obtenidos con electrodos AWS E FeCr-A1, utilizando como material base placas de acero S275JR.

Metodología:

Como material base se utilizaron placas de100 x 50 x15 mm, de acero S275JR. Los depósitos se realizaron con una capa a temperatura ambiente y a 200 °C, utilizando el proceso de soldadura manual por arco eléctrico y electrodo revestido (SMAW). Las muestras se prepararon y pulieron con pasta abrasiva y fueron atacadas con reactivo Murakami. Para el estudio de la microestructura de los depósitos de recargue se utilizó metalografía óptica (MO y utilizando un microdurómetro Shimatsu se determinó la dureza Vickers. La dilución se calculó a partir de las áreas del metal fundido correspondiente al metal base y del metal del refuerzo del cordón. El valor de dichas áreas se determinó utilizando el programa SigmaScam.

Resultados y discusión:

La dilución obtenida a temperatura ambiente y a 200 °C muestra una apreciable diferencia (12.5 y 23 %). La microestructura de los depósitos con los electrodos AWS E FeCr-A1, utilizados en el recargue de los martillos desmenuzadores, consiste en austenita primaria de forma dendrítica y eutéctico compuesto por carburos de Fe - Cr y austenita. Sin embargo, cuando se incrementa la temperatura (200°C), la microestructura predominante es la austenita. El menor valor de dureza (510 HV) se observó en los depósitos con predominio de austenita y una red eutéctica interdendrítica (austenita y carburos).

Conclusiones:

Los resultados experimentales mostraron que la dilución, la morfología en la microestructura de la capa de recargue y la dureza están asociados con la temperatura de precalentamiento.