Caracterización de uniones TLPB de productos metálicos mediante luz de sincrotrón
Abstract
El proceso de unión mediante una fase líquida transitoria fue aplicado en productos metálicos - tubos sin costurade acero al carbono laminados en caliente, utilizando como material de aporte cintas amorfas del sistema Fe-B-Si.Los tubos fueron alineados con las superficies a unir en contacto con el material de aporte. Luego, la juntura fuecalentada mediante un horno de inducción - en atmósfera reductora, hasta la temperatura de proceso TP (≈ 1300ºC), manteniendo la misma durante 7 min. En todo momento se aplicó una presión de 5 MPa.Se realizó un análisis tanto de la microestructura como de la composición química de la juntura. Se observó queesta consta únicamente de granos de ferrita, a diferencia del metal base, cuya microestructura se encuentracompuesta por ferrita y perlita. Por otro lado, la juntura es una zona enriquecida en Si y empobrecida en Mn. Enlo que respecta a los perfiles de dichos elementos a través de la juntura, se observa que estos no sonnecesariamente simétricos respecto del semiespesor de la misma.Finalmente, la estructura de la juntura fue caracterizada por difracción de rayos X mediante luz de sincrotrón dealta resolución y alta energía. Como resultado se obtuvo que la juntura está formada por ferrita, en coincidenciacon las observaciones microestructurales, y que su parámetro de red varía de manera significativa a través de lamisma, de igual manera que lo hace su composición química. De esta forma se consiguió interrelacionar en formadirecta la estructura, la microestructura y la composición química en la juntura.
Palabras clave: aceros, unión, caracterización.
The transient liquid phase bonding process was applied to metallic products (seamless hot-rolled carbon steeltubes), using an amorphous Fe-B-Si foil as interlayer. The tubes were aligned with their butted surfaces in contactwith the interlayer. The joint was heated by means of an induction furnace, under a reducing atmosphere, to theprocess temperature TP (≈ 1300 °C), and then held at that temperature for 7 min. The joining process wasperformed under a pressure of 5 MPa.Both the microstructure and the chemical composition of the joint were analyzed. It was observed that the jointwas comprised only of ferrite grains, unlike the base metal, whose microstructure was composed of ferrite andpearlite. Furthermore, the joint was rich in Si and depleted of Mn. With regard to the profiles of these elementsthroughout the joint, it was observed that these were not necessarily symmetrical with respect to the midthicknessof the joint.Finally, the structure of the joint was characterized by X-ray diffraction using high-resolution and high-energysynchrotron radiation. The obtained results showed that the joint was formed by ferrite, in agreement with themicrostructural observations, and that the lattice parameter varies significantly across the joint, according to itschemical composition gradient. Therefore, a direct relationship between the structure, the microstructure and thechemical composition was achieved at the joint.
Keywords: steel, bonding, characterization.
