Resumo: Os aços P91 são usados como substrato para componentes de turbinas a vapor, como buchas, componentes internos de assento de válvula e válvulas de engenharia. Esses componentes possuem revestimento duro de material à base de cobalto para reduzir a perda por desgaste em alta temperatura e melhorar a dureza da superfície. No entanto, falha de delaminação e maior dureza da zona afetada pelo calor (ZAC) foram desafios identificados para os aços P91. Portanto, isso exige a necessidade de desenvolver uma abordagem de revestimento de solda adequado para resolver os referidos desafios. Neste trabalho, NiCrSiBC (Colmonoy 6) foi considerado como um material de revestimento para substituir o material Stellite 6 à base de cobalto devido à eliminação da atividade de radiação, menor custo e maior dureza do revestimento. As técnicas FCAW e PTA foram usadas para depositar a camada de buffer (SS-309L) e a camada de revestimento duro (NiCrSiBC), respectivamente. No presente estudo, foi realizada a caracterização metalúrgica das condições WBL (com camada de amanteigamento) e WOBL (sem a camada de amanteigamento). Maior dureza de revestimento, menor dureza HAZ e menor diluição de Fe foram observadas na amostra WBL. Fases duras Cr7C3, Cr2B e Cr5B3 em forma de bloco juntamente com solução sólida de matriz de níquel ϒ foram observadas na região de revestimento da amostra WBL. No geral, a abordagem WBL da amostra foi considerada como benéfica para superar os desafios de revestimento de solda para as indústrias de turbinas a vapor.

Abstract: P91 steels are used as substrate material for steam turbine components like bush, valve seat internals, and engineering valves. These components have hardfacing of cobalt-based material to reduce the high temperature wear loss and to improve the surface hardness. However, delamination failure and higher heat affected zone (HAZ) hardness were identified challenges for P91 steels. Hence, this demands the development of a suitable weld hardfacing approach to resolve the said challenges. In this work, NiCrSiBC (Colmonoy 6) has been considered as a hardfacing material to replace cobalt-based Stellite 6 material due to elimination of radiation activity, lower cost, and higher coating hardness. FCAW and PTA techniques were used to deposit buffer layer (SS-309L) and hardfacing layer (NiCrSiBC) respectively. Sample WBL (with deposition of buffer layer) and sample WOBL (without deposition of buffer layer) are considered approaches to study the metallurgical characterization for each case. Higher coating hardness, lower HAZ hardness and lower Fe dilution were observed in sample WBL. Cr7C3, Cr2B, and Cr5B3 hard phases in block shape together with ϒ- nickel matrix solid solution was observed in coating region of sample WBL. Overall, sample WBL approach was considered to overcome weld hardfacing challenges for steam turbine industries.