Zona Térmicamente Afectada (ZAT): Microestructura y Propiedades
Introducción
La Zona Térmicamente Afectada (ZAT) — en inglés HAZ — es la región del metal base adyacente al cordón que no fundió pero fue calentada a temperaturas suficientemente altas para alterar su microestructura. Es la zona más crítica de la unión soldada.
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Subzonas de la ZAT (aceros hipoeutetoides)
1. Zona de Fusión Parcial (>1490°C)
Frontera entre el metal depositado y la ZAT. Grano muy grueso, zona de alto riesgo de fisuración.
2. Zona de Crecimiento de Grano (1100–1490°C)
- Austenita con crecimiento de grano muy pronunciado
- Tras enfriamiento: martensita (CE elevado) o bainita superior (enfriamiento más lento)
- Propiedades: dureza elevada, tenacidad muy baja → zona más crítica de la ZAT
3. Zona de Refinamiento de Grano (900–1100°C)
- Temperatura ligeramente por encima de A₃ → austenita de grano fino
- Propiedades: excelentes — mejor que el metal base original
4. Zona Intercrítica (727–900°C)
- Transformación parcial: microestructura mixta (ferrita + islas de martensita/bainita)
- En aceros Q&T: degradación de las propiedades del revenido
5. Zona Subcrítica (<727°C)
- Sin transformación de fase
- Efecto: alivio de tensiones y sobre-revenido en aceros Q&T
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Tiempo t8/5 — El Parámetro Clave
El t8/5 es el tiempo de enfriamiento entre 800°C y 500°C:
- t8/5 corto (enfriamiento rápido) → más martensita → dureza alta, tenacidad baja
- t8/5 largo (enfriamiento lento) → más ferrita/perlita → dureza baja, tenacidad alta
La EN 1011-2 proporciona fórmulas y nomogramas para calcular t8/5.
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Dureza en la ZAT
| Material | Dureza máxima (HV10) |
|---|---|
| Aceros de construcción (EN 1011-2) | 380 HV |
| Aceros resistentes a bajas temperaturas | 350 HV |
| Aceros inoxidables martensíticos | 400 HV |
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Medidas para Controlar la ZAT
- Limitar el aporte térmico: reduce el crecimiento de grano
- Precalentamiento: aumenta t8/5 → evita martensita en aceros con CE > 0,40%
- PWHT: alivio de tensiones y revenido de la martensita formada
- Aceros de grano fino (V, Nb, Ti): inhiben el crecimiento de grano austenítico
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Normas de Referencia
- EN 1011-2:2001 — Soldadura. Recomendaciones para la soldadura de aceros ferríticos
- EN ISO 15614-1 — Especificación y cualificación de procedimientos de soldadura
- EN ISO 9015-1 — Ensayo de dureza en uniones soldadas por fusión en acero
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