ABSTRACT Carbo-austempering is a heat treatment in which the surface of a steel is carburized and then quenched and hold at a temperature above the martensite start temperature, Ms, to obtain a bainitic structure in the carburized layer. In this research, two low carbon steels susceptible to carburizing were designed, the steels were named as A1 and A2. As part of the implementation of the carbo-austempering process, the optimal conditions for homogenization, austenization and austempering were established. The developed steels were characterized in each of the stages by optical emission spectrometry (OES), optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD) and Vickers microhardness test (HV). The results allow to understand the influence of chemistry on the control of the microstructures after the isothermal transformation, since often at an industrial level the fabrication of these kind of steels involves continuous cooling transformations and only by means of a correct balance with the heat treatment parameters, optimal microstructures and mechanical properties can be achieved.

RESUMEN El carbo-austemperado es un tratamiento térmico mediante el cual la superficie de un acero de bajo carbono se carbura y luego durante el enfriamiento, se somete a un ciclo isotérmico con el objetivo de favorecer la formación de estructuras bainíticas en la capa carburada. En esta investigación se diseñaron dos aceros de bajo carbono susceptibles a ser carburados, los cuales se denominaron como A1 y A2. Como parte de la puesta a punto del tratamiento de carbo-austemperado, se establecieron las condiciones óptimas de los ciclos térmicos de homogenización, austenización y austemperado. Los aceros desarrollados se caracterizaron en cada una de las etapas mediante espectrometría de emisión óptica (EEO), microscopía óptica (MO), microscopía electrónica de barrido (MEB), difracción de rayos X (DRX) y ensayo de microdureza Vickers (HV). Los resultados obtenidos permiten entender la influencia de la composición química sobre el control de las microestructuras obtenidas después del ciclo de transformación isotérmica, ya que, con frecuencia, la elaboración a nivel industrial del acero involucra transformaciones en enfriamiento continuo y solo mediante un balance entre los efectos producidos por un adecuado tratamiento térmico, se obtienen resultados óptimos en la microestructura y las propiedades mecánicas derivadas de esta.

This research studies the metallurgical transformations taking place the SMAW welding of AISI 316L austenitic stainless steel with AISI 430 ferritic stainless steel. To perform the study were used two different electrodes, AWS E309L austenitic and AWS E2209-16 duplex stainless steels 3.2 mm diameter. The joints were made with a single-pass welding including current and welding speed variations; the low values were 49 A and 2,4 mm.s–1 and the high values were 107 A and 4,3 mm.s–1. This study evaluated the influence of the type of electrode and the welding parameters on the microstructural evolution of heat affected and fusion zones. Also, differences were found on morphology and delta ferrite amount for all weld metals. The heat affected zone of the ferritic side showed grain coarsening and grain refinement with martensite at the grain boundaries. Tensile strength was similar for all welded joints.

En este trabajo se estudian los fenómenos metalúrgicos que ocurren en la soldadura SMAW de un acero inoxidable ferrítico AISI 430 con un acero inoxidable austenítico AISI 316L. Para el estudio se utilizaron dos tipos de electrodos: austenítico AWS E309L y dúplex AWS E2209-16, ambos con un diámetro de 3,2 mm. Las uniones soldadas se realizaron con un solo pase y se variaron simultáneamente la corriente y la velocidad de soldadura; las condiciones fueron 49 A y 2,4 mm.s–1como valores bajos y 107 A y 4,3 mm.s–1como valores altos. Se evaluó la influencia del tipo de electrodo y de los parámetros de soldadura en la evolución microestructural de las zonas afectadas por el calor y de las zonas de fusión, encontrando diferencias en la morfología y cantidad de ferrita delta para todas las condiciones estudiadas. Se evidenció crecimiento y refinación de grano ferrítico y formación de martensita en la zona afectada por el calor del metal base ferrítico. Se evaluó también la resistencia a la tensión hallando similitudes en todas las soldaduras.