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Estudio de las propiedades mecánicas y microestructura de juntas soldadas de acero ASTM A572 GRADO 50 mediante el proceso GMAW con gas 90Ar-10CO2 sometidas a corrosión por inmersión en FeCl3

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dc.contributor.advisorJimy Unfried Silgadospa
dc.contributor.advisorEnrique Esteban Niebles Núñezspa
dc.contributor.authorDíaz Ávila, Álvaro Manuel
dc.date.accessioned2023-02-24T16:35:42Z
dc.date.available2023-02-24T16:35:42Z
dc.date.issued2023-02-22
dc.description.abstractSe soldaron cupones de acero ASTM A572 Gr 50 con un equipo GMAW automatizado empleando gas de protección 90Ar-10CO2, mediante régimen de deposición de material por spray. La caracterización de las zonas de soldadura se realizó mediante microscopia óptica y se realizaron mediciones de microdureza Vickers a lo largo de la sección transversal del cupón. Los cupones fueron expuestos a pruebas de corrosión por inmersión en una solución de FeCl3 al 6% durante 12 y 48 horas. Seguido, se realizaron ensayos de tensión bajo la norma ASTM E8-M obteniendo las propiedades de esfuerzo de fluencia, esfuerzo último y porcentaje de elongación, se tuvieron en cuenta cupones sin inmersión con el fin de realizar un análisis comparativo. Se hizo un estudio de análisis de varianza ANOVA para determinar la influencia del aporte térmico del proceso de soldadura y el tiempo de inmersión en FeCl3 sobre las propiedades mecánicas. La caracterización de la microestructura mostró que el material base consta de granos de Ferrita y colonias de Perlita. Al momento de suministrar calor debido al proceso de soldadura hubo cambios en la microestructura dando paso a nuevas fases. Se evidenció que la zona parcialmente fundida fue donde se inició el ataque corrosivo, probablemente, a un efecto galvánico entre el cordón de soldadura y la zona afectada térmicamente. Los resultados de las pruebas de tensión mostraron que las probetas sometidas a corrosión presentaron una disminución drástica en la resistencia última y el porcentaje de elongación. De acuerdo con el ANOVA, el tiempo de inmersión en FeCl3 fue el factor que más influencia tuvo sobre la disminución de las propiedades mecánicas.spa
dc.description.degreelevelMaestríaspa
dc.description.degreenameMagíster en Ingeniería Mecánicaspa
dc.description.modalityTrabajos de Investigación y/o Extensiónspa
dc.description.tableofcontentsResumen .........................................................................................................................................1spa
dc.description.tableofcontentsAbstract...........................................................................................................................................2spa
dc.description.tableofcontents1 Capítulo I. Descripción del trabajo de investigación.........................................................3spa
dc.description.tableofcontents1.1 Introducción .......................................................................................................................3spa
dc.description.tableofcontents1.2 Objetivos............................................................................................................................6spa
dc.description.tableofcontents1.2.1 Objetivo general .........................................................................................................6spa
dc.description.tableofcontents1.2.2 Objetivos específicos .................................................................................................6spa
dc.description.tableofcontents1.3 Estructura de la tesis .........................................................................................................7spa
dc.description.tableofcontents1.4 Revisión de literatura.........................................................................................................8spa
dc.description.tableofcontents1.4.1 Marco teórico..............................................................................................................8spa
dc.description.tableofcontents1.4.1.1 Aceros .................................................................................................................8spa
dc.description.tableofcontents1.4.1.2 Soldabilidad.......................................................................................................15spa
dc.description.tableofcontents1.4.1.3 Soldadura de arco metálico protegido con gas (GMAW).................................15spa
dc.description.tableofcontents1.4.1.4 Corrosión...........................................................................................................20spa
dc.description.tableofcontents1.4.2 Estado del arte .........................................................................................................20spa
dc.description.tableofcontents1.5 Trabajos derivados ..........................................................................................................28spa
dc.description.tableofcontents2 Capítulo II. Diseño de experimentos..................................................................................29spa
dc.description.tableofcontents2.1 Hipótesis ..........................................................................................................................29spa
dc.description.tableofcontents2.1.1 Variables...................................................................................................................29spa
dc.description.tableofcontents2.1.1.1 Variables de entrada.........................................................................................29spa
dc.description.tableofcontents2.1.1.2 Variables de salida............................................................................................29spa
dc.description.tableofcontents2.1.2 Recolección de datos...............................................................................................30spa
dc.description.tableofcontents2.1.2.1 Determinación del número de réplicas.............................................................30spa
dc.description.tableofcontents2.1.2.2 Obtención de σ..................................................................................................32spa
dc.description.tableofcontents2.1.2.3 Preparación de probetas planas para ensayos de tensión..............................34spa
dc.description.tableofcontents3 Capítulo III. Caracterización del metal base y soldaduras..............................................36spa
dc.description.tableofcontents3.1 Introducción .....................................................................................................................36spa
dc.description.tableofcontents3.2 Materiales y métodos ......................................................................................................36spa
dc.description.tableofcontents3.2.1 Caracterización del material base............................................................................36spa
dc.description.tableofcontents3.2.1.1 Composición química........................................................................................36spa
dc.description.tableofcontents3.2.1.2 Determinación de fases presentes mediante Difracción de Rayos X (DRX) - MB 37spa
dc.description.tableofcontents3.2.1.3 Estudio metalográfico .......................................................................................37spa
dc.description.tableofcontents3.2.1.4 Ensayos de microdureza Vickers .....................................................................38spa
dc.description.tableofcontents3.2.2 Proceso y parámetros de soldadura........................................................................38spa
dc.description.tableofcontents3.2.2.1 Cálculo del aporte térmico................................................................................39spa
dc.description.tableofcontents3.2.3 Caracterización de las juntas soldadas ...................................................................39spa
dc.description.tableofcontents3.2.3.1 Determinación de fases presentes mediante Difracción de Rayos X (DRX) - ZF 39spa
dc.description.tableofcontents3.2.3.2 Estudio metalográfico .......................................................................................40spa
dc.description.tableofcontents3.2.3.3 Ensayos de microdureza Vickers .....................................................................40spa
dc.description.tableofcontents3.2.3.4 Cálculo del porcentaje de dilución....................................................................41spa
dc.description.tableofcontents3.2.3.5 Ensayos de tensión...........................................................................................41spa
dc.description.tableofcontents3.3 Resultados.......................................................................................................................41spa
dc.description.tableofcontents3.3.1 Caracterización del material base............................................................................41spa
dc.description.tableofcontents3.3.1.1 Composición química........................................................................................41spa
dc.description.tableofcontents3.3.1.2 Determinación de fases presentes mediante Difracción de Rayos X (DRX) - MB 42spa
dc.description.tableofcontents3.3.1.3 Estudio metalográfico .......................................................................................44spa
dc.description.tableofcontents3.3.1.4 Cálculo del aporte térmico................................................................................49spa
dc.description.tableofcontents3.3.1.5 Ensayos de microdureza Vickers .....................................................................49spa
dc.description.tableofcontents3.3.2 Caracterización de las juntas soldadas ...................................................................50spa
dc.description.tableofcontents3.3.2.1 Determinación de fases presentes mediante Difracción de Rayos X (DRX) – ZF 50spa
dc.description.tableofcontents3.3.2.2 Determinación del porcentaje de dilución ........................................................52spa
dc.description.tableofcontents3.3.2.3 Estudio metalográfico .......................................................................................53spa
dc.description.tableofcontents3.3.2.4 Ensayos de microdureza Vickers .....................................................................58spa
dc.description.tableofcontents3.3.2.5 Ensayos de tensión...........................................................................................59spa
dc.description.tableofcontents3.4 Conclusiones ...................................................................................................................61spa
dc.description.tableofcontents4 Capítulo IV: Comportamiento del metal base, ZAT y ZF ante la inmersión en FeCl3 ..62spa
dc.description.tableofcontents4.1 Introducción .....................................................................................................................62spa
dc.description.tableofcontents4.2 Materiales y métodos ......................................................................................................62spa
dc.description.tableofcontents4.2.1 Preparación y ejecución de ensayos de inmersión en Cloruro Férrico ..................62spa
dc.description.tableofcontents4.2.1.1 Ensayos preliminares de corrosión por inmersión ...........................................63spa
dc.description.tableofcontents4.2.1.2 Ensayos de corrosión por inmersión en probetas de tensión y muestras representativas...................................................................................................................64spa
dc.description.tableofcontents4.2.2 Tasa de corrosión.....................................................................................................65spa
dc.description.tableofcontents4.2.3 Evaluación de las picaduras ....................................................................................65spa
dc.description.tableofcontents4.3 Resultados.......................................................................................................................66spa
dc.description.tableofcontents4.3.1 Ensayos previos de inmersión para corrosión definitiva .........................................66spa
dc.description.tableofcontents4.3.2 Pérdida de masa para ensayos definitivos..............................................................67spa
dc.description.tableofcontents4.3.3 Tasa de corrosión.....................................................................................................67spa
dc.description.tableofcontents4.3.4 Macrografías preliminares en muestras soldadas y corroídas................................69spa
dc.description.tableofcontents4.3.5 Análisis macrográfico en muestras definitivas.........................................................70spa
dc.description.tableofcontents4.3.5.1 Evaluación de las picaduras en el MB para 12 y 48 horas de inmersión en FeCl3 70spa
dc.description.tableofcontents4.3.5.2 Comportamiento del fenómeno de corrosión en juntas soldadas HIB – HIA..73spa
dc.description.tableofcontents4.4 Conclusiones ...................................................................................................................77spa
dc.description.tableofcontents5 Capítulo V: Análisis de propiedades mecánicas después de inmersión en FeCl3 ......78spa
dc.description.tableofcontents5.1 Introducción .....................................................................................................................78spa
dc.description.tableofcontents5.2 Materiales y métodos ......................................................................................................78spa
dc.description.tableofcontents5.2.1 Ensayos de tensión de probetas obtenidas de cupones soldados e inmersas en FeCl3 78spa
dc.description.tableofcontents5.2.2 Análisis estadístico ANOVA.....................................................................................79spa
dc.description.tableofcontents5.3 Resultados y discusión....................................................................................................80spa
dc.description.tableofcontents5.3.1 Ensayos de tensión en probetas sin inmersión.......................................................80spa
dc.description.tableofcontents5.3.2 Ensayos de tensión en probetas inmersas durante 12 horas en FeCl3..................82spa
dc.description.tableofcontents5.3.3 Ensayos de tensión en probetas inmersas durante 48 horas en FeCl3..................85spa
dc.description.tableofcontents5.3.4 Análisis estadístico ANOVA.....................................................................................89spa
dc.description.tableofcontents5.3.5 Análisis de falla en las probetas soldadas con y sin inmersión en FeCl3 ...............96spa
dc.description.tableofcontents5.4 Conclusiones ...................................................................................................................97spa
dc.description.tableofcontents6 Conclusiones Generales y futuros trabajos .....................................................................98spa
dc.description.tableofcontents6.1 Conclusiones para el objetivo específico I:.....................................................................98spa
dc.description.tableofcontents6.2 Conclusiones para el objetivo específico II:....................................................................98spa
dc.description.tableofcontents6.3 Conclusiones para el objetivo específico III:...................................................................98spa
dc.description.tableofcontents6.4 Recomendación para trabajos futuros ............................................................................98spa
dc.description.tableofcontentsBibliografía....................................................................................................................................99spa
dc.format.mimetypeapplication/pdfspa
dc.identifier.urihttps://repositorio.unicordoba.edu.co/handle/ucordoba/7213
dc.language.isospaspa
dc.publisher.facultyFacultad de Ingenieríaspa
dc.publisher.placeMontería, Córdoba, Colombiaspa
dc.publisher.programMaestría en Ingeniería Mecánicaspa
dc.rightsCopyright Universidad de Córdoba, 2023spa
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccessspa
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)spa
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/spa
dc.subject.keywordsGMAWspa
dc.subject.keywordsASTM A572 Grade 50spa
dc.subject.keywordsimmersion corrosionspa
dc.subject.keywordsFeCl3spa
dc.subject.proposalGMAWspa
dc.subject.proposalASTM A572 Grado 50spa
dc.subject.proposalCorrosión por inmersiónspa
dc.subject.proposalFeCl3spa
dc.titleEstudio de las propiedades mecánicas y microestructura de juntas soldadas de acero ASTM A572 GRADO 50 mediante el proceso GMAW con gas 90Ar-10CO2 sometidas a corrosión por inmersión en FeCl3spa
dc.typeTrabajo de grado - Maestríaspa
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdccspa
dc.type.contentTextspa
dc.type.driverinfo:eu-repo/semantics/masterThesisspa
dc.type.redcolhttps://purl.org/redcol/resource_type/TMspa
dc.type.versioninfo:eu-repo/semantics/submittedVersionspa
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