Influencia del hidrógeno en las propiedades mecánicas de algunos materiales metálicos

Resumen

Este trabajo contribuye a incrementar el escaso número de datos experimentales aportados hasta ahora, tomando como variable el contenido en carbono tanto combinado como libre, de cinco aleaciones férreas. De esta manera se intenta continuar en la línea de investigaciones de J.F. Newman et al.. Por otro lado, aporta una colección de resultados relativos a aceros aleados con el objetivo de ratificar o desmentir y al mismo tiempo aclarar, las afirmaciones hechas acerca del papel que juegan los diferentes elementos de aleación en la susceptibilidad o resistencia de los materiales al daño inducido por hidrógeno.Así, se ha llevado a cabo una selección tanto de los materiales como de los ensayos. En lo referente a los materiales, se ha optado por estudiar el comportamiento de aleaciones férreas con contenido en carbono de 0.16%, 0.41%, 3.22%, 3.18%, 2.72% y 3.46%. En las dos primeras (aceros), el carbono se encuentra combinado como CFe3, en las dos fundiciones de 3.22% y 3.18% de carbono, este se halla como grafito esferoidal, la fundición de 2.72% de contenido en carbono, este está presente como grafito esferoidal y carbono combinado (CFe3), mientras que la fundición de 3.46% muestra grafito laminar y carbono combinado (CFe3). En una segunda parte, se han seleccionado 6 aceros de distinto contenido en carbono y aleados con cromo, molibdeno, manganeso, silicio y vanadio, aunque los tres primeros elementos son el objetivo prioritario de este estudio. Uno de los aceros esta aleado con 0.93% de cromo y 0.14% de molibdeno, otro con 1.57% de manganeso, otro de los aceros con 1.05% de cromo y otro más con un 1.4% de manganeso.De los dos últimos aceros, el primero tiene un 1.02% de cromo y el segundo un 1.28% de manganeso y un 1.1% de cromo. Asimismo, se incluye el estudio de una aleación de aluminio con objeto analizar la influencia del hidrógeno en un metal con estructura fcc y poder establecer una comparación con los efectos producidos en materiales con estructura bcc. En relación con los ensayos, se incluyen los de tracción ejecutado a diferentes velocidades de desplazamiento entre mordazas (muy habitual y necesario en cualquier estudio relacionado con el efecto del hidrógeno sobre los materiales), flexión por choque sobre probeta Charpy, dureza y tenacidad de fractura. Asimismo, se hace uso de las técnicas de microscopia electrónica de barrido y espectroscopia óptica de descarga luminiscente (EODL), para analizar respectivamente, los micromecanismos de fractura y la concentración de hidrógeno absorbida por las muestras en función de la profundidad de penetración y del tiempo. La aplicación de la técnica EODL es una propuesta innovadora con objeto de conocer la concentración y distribución de hidrógeno en las muestras tras la descarga electrolítica, no solo en el instante en que se extraen las probetas de la cuba, sino una vez han transcurrido 2 horas y 7 dias. Hasta ahora se había hecho, únicamente, una tímida incursión en el estudio de la distribución de hidrógeno en aluminio de alta pureza hasta una profundidad de 2 mm utilizando la espectroscopia de masas de iones secundarios (EMIS).