Volumen II - SAM

Congreso SAM/CONAMET 2009 Buenos Aires, 19 al 23 de Octubre de 2009
EFECTO DEL HIDRÓGENO SOBRE LA RESPUESTA EN TRACCIÓN DE UN ACERO
PARA CONSTRUCCIÓN MECÁNICA
Hereñú S. (1,2) , Brandaleze E. (2) , Mansilla G.A. (2) , Armas A.F. (1)
(1) Instituto de Física de Rosario, CONICET-Universidad Nacional de Rosario, Bv. 27 de Febrero 210 Bis, 2000,
(2) Departamento de Metalurgia, Universidad Tecnológica Nacional, Facultad Regional San Nicolás, Colón 332, 2900
San Nicolás, Argentina,
E-mail (autor de contacto): gmansilla@frsn.utn.edu.ar
RESUMEN
La presencia de hidrógeno en los aceros puede llevar a diferentes comportamientos mecánicos, no
dependiendo únicamente de la composición química, la estructura y otras características metalúrgicas sino
también de las condiciones del ensayo de tracción y de permeación de hidrógeno. En este trabajo se estudia
la respuesta en tracción de un acero de alta resistencia con condiciones de permeación electrolítica de
hidrógeno (H). A través de la técnica de decoración con plata se evalúa la presencia de H en el material. La
permeación con H en ensayos de tracción a bajas velocidades de deformación produciría un aumento en el
endurecimiento por deformación, una disminución en la deformación a la rotura. El comportamiento frágil,
por efecto del H, se nota a partir del incremento de zonas de clivaje en la superficie de fractura.
Palabras clave: hidrógeno, tracción, aceros
1. INTRODUCCIÓN
La fragilización, que cantidades suficientes de hidrógeno (H) producen en los aceros, es un tema
ampliamente estudiado y aceptado [1-3]. Sin embargo, los efectos del hidrógeno en el comportamiento
mecánico son muchas veces controvertidos y conflictivos. Los aceros en presencia de hidrógeno sometidos a
esfuerzos de tracción pueden comportarse de manera muy diferente dependiendo no sólo de su composición
química, microestructura, procesos, cantidad de impurezas sino también de las condiciones de carga y de tipo
de solicitación mecánica. Maier y col [4], muestran que la carga electrolítica con H de un acero esferoizado
de baja aleación durante la deformación produce una reducción marcada en la ductilidad pero no evidencia
cambios notables en la curva tensión –deformación a bajas velocidades de deformación. A altas velocidades
de deformación el H no afecta las propiedades mecánicas de este acero. En este trabajo, las muestras que
fueron cargadas con H antes del ensayo de tracción exhiben la misma ductilidad que el material sin carga.
Por otro lado, otros investigadores [5] encuentran que la susceptibilidad a la fragilización por H en aceros
endurecidos por dispersión de óxidos depende de la orientación de la muestra. Para muestra tomadas en la
dirección de laminación la tensión de fluencia y el endurecimiento por deformación se ven levemente
incrementadas al ser cargada con H, mientras que las muestras transversales a la dirección de laminación no
muestran diferencias en estas dos variables pero si una pronunciada perdida de ductilidad. Singh y col
reportan el efecto del H en la tenacidad de un acero de baja aleación [6]. En este sentido, dichos autores
encuentran una disminución de la tensión de fluencia y un aumento tanto la resistencia a la tracción como en
el porcentaje de elongación cuando el material es cargado con H hasta tiempo crítico. Más allá de ese
tiempo, se produce un descenso tanto de la resistencia a la tracción como del porcentaje de elongación. Este
tiempo crítico donde el material pierde su tenacidad depende tanto del tamaño de grano como del tipo de
solución utilizada para la carga electrolítica. La influencia de la carga catódica de H en los aceros
austeníticos 316L [7] se evidencia a través de un pequeño incremento de la tensión de fluencia, un descenso
del endurecimiento por deformación y una marcada pérdida de la ductilidad. Finalmente, la concentración de
H en los aceros inoxidables dúplex [8] lleva a un notable descenso de la deformación a la fractura y a un
endurecimiento por deformación del material.
De este modo, queda evidenciado que la falta de unificación de la influencia del hidrógeno en las
propiedades mecánicas en tracción de los aceros lleva a la necesidad de una mayor investigación en este
sentido. En este trabajo, se estudia el efecto del hidrógeno en un acero para construcción mecánica mediante
ensayos de tracción a dos velocidades de deformación diferentes y a temperatura ambiente. Para tal fin se
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