Calculadora de Ferrita

Calculadora WRC-92 y Calculadora DeLong

La ferrita aumenta con el contenido de elementos que la forman (Cr, Si, Mo, W, Al, Ti y Nb) y disminuye con elementos que forman austenita (C, Ni, Mn y N). En el cálculo de ferrita es necesario introducir, entre otros, el valor de nitrógeno, dato que en ocasiones no viene reflejado en las composiciones químicas que ofrecen los distintos fabricantes de consumibles de soldadura en sus certificados de calidad, por lo que de modo genérico y si no tenemos acceso a este dato, se podría considerar 0,08% N para procesos MIG / FCAW con protección de gas, 0,12% N para proceso FCAW con autoprotección y 0,06% N para todos los demás procesos de soldadura.

Características generales de los aceros inoxidables

El término “acero inoxidable” se refiere a cualquier acero que contiene suficiente Cr para hacerlo resistente a la corrosión en un entorno agresivo. La cantidad mínima de Cr requerida es aproximadamente del 11-12%.

Otra característica importante deriva de la presencia de elementos austeníticos como el níquel, que deberían ser suficientes para hacer austenítica la matriz a cualquier temperatura. Los aceros inoxidables se utilizan generalmente por su excelente resistencia mecánica y a la oxidación a altas temperaturas.

Resistencia a bajas temperaturas

Los aceros inoxidables austeníticos son muy resistentes y tan maleables que no se pueden fracturar fácilmente a bajas temperaturas. Debido a esta característica intrínseca, a menudo se utilizan para producir equipos diseñados para funcionar a temperaturas muy por debajo de 0°C. Cuando se suelda, el metal depositado normalmente contiene una cierta cantidad de ferrita delta que puede cambiar a fase sigma tras un tratamiento térmico “PWHT” realizado para el alivio de tensiones o para la estabilización de la soldadura, a temperaturas entre 550°C y 925°C. Esta fase conduce generalmente a una reducción de la maleabilidad y tenacidad.

Ferrita y fase sigma

Incluso las composiciones completamente austeníticas en estado semiacabado pueden contener pequeñas islas de ferrita delta en una matriz austenítica en la fase de colada o en metal aportado de soldadura. La presencia de ferrita en la estructura del metal depositado depende principalmente de la composición química. Muchos aceros inoxidables resistentes a la corrosión tienen, de hecho, un campo de estabilidad muy crítico en las distintas fases, su estado totalmente austenítico y parcialmente ferrítico depende del equilibrio de la composición química.

Dado a que los depósitos completamente austeníticos pueden estar en algunos casos sujetos a fisuración en caliente, la presencia de ferrita evita esta tendencia. Por tanto, se puede decir que en esta fase, en un porcentaje oportunamente equilibrado, resulta beneficioso, además de ser un «lubricante» para el grano cristalino, lo que confiere a la estructura reticular una mayor ductilidad. La presencia de esta fase se puede encontrar mediante sistemas magnéticos. El tratamiento térmico después de la soldadura puede reducir o incluso eliminar la ferrita en un depósito de soldadura. En una estructura austenítica se pueden encontrar ferrita y carburos, así como un compuesto intermetálico de cromo y hierro llamado «fase sigma». Este compuesto se forma normalmente cuando la ferrita se transforma como resultado de mantener el acero a una temperatura entre, 550°C y 925°C durante mucho tiempo. Esta temperatura depende de la composición química y la estructura del acero. Sin embargo, la fase sigma también puede surgir en matrices austeníticas. La fase sigma puede provocar la reducción de la resistencia a la corrosión, pero sobre todo, hay una pérdida de maleabilidad y resiliencia. Dada la alta temperatura que alcanza el arco eléctrico, es posible encontrar esta fase en el metal depositado al soldar. Hay que tener en cuenta que la fase sigma es muy dañina, pudiendo disolverse en la austenita o transformarse en ferrita delta si se calienta el acero por encima de la temperatura máxima de estabilidad de la fase.

Para la predicción de la ferrita (cálculo de ferrita) en el metal aportado se vienen usando distintos diagramas, donde puede hacerse una aproximación al cálculo de la microestructura partiendo de su composición química. El diagrama Schaeffler fue el primero en usarse, a partir del cual se fueron desarrollando otros más eficaces como DeLong y WRC-92. El cálculo de ferrita De Long y el cálculo de ferrita WRC-92 son los de mayor demanda en la actualidad y generalmente requeridos por las ingenierías.

Los resultados obtenidos en la calculadora de Ferrita de FN WRC y FN DeLong son meramente informativos y no vinculantes.