Problemas en la reparación por laser cladding de superficies de acero AISI D2 tratado térmicamente

Resumen

Se ha depositado polvo de acero de herramienta (H13) sobre diferentes sustratos de acero que se encuentran en estado metalúrgico diferente (recocido o de temple y revenido) para comparar los resultados y se ha analizado la microestructura del recubrimiento y de la zona afectada por el calor (ZAC) mediante microscopia óptica, microscopía electrónica de barrido (MEB) y difracción de electrones retrodispersados (EBSD). El objetivo del trabajo es relacionar los parámetros del proceso de recubrimiento por láser (potencia, velocidad, caudal de polvo) con las transformaciones metalúrgicas producidas en el acero de herramienta AISI D2, con el fin de optimizar las condiciones de operación durante la reparación. Los resultados muestran que los parámetros influyen en gran medida en la geometría del cordón y en la formación de la microestructura. Aunque es sencillo obtener deposiciones geométricamente aceptables (forma y tamaño adecuado, ausencia de porosidad), en muchos casos aparecen fenómenos perjudiciales como la dilución de carburos y la aparición de fases metaestables que modifican las propiedades mecánicas del recubrimiento. En concreto, la presencia de austenita retenida en el recubrimiento, relacionada con la temperatura máxima alcanzada y la velocidad de enfriamiento, produce una fuerte disminución en la dureza, que debe evitarse. Además, para una misma composición y acabado superficial, el estado metalúrgico inicial del sustrato tiene una gran influencia sobre el resultado. Sustratos en estado de temple implican una mayor absorción del láser y la acumulación de calor que produce mayores zonas afectadas por el calor (ZAC). Por ese motivo, deben optimizarse los parámetros del proceso para cada operación de manera que se mejore el comportamiento en servicio del componente.