Fragilizacion Por Hidrogeno

5/27/2018 Fragilizacion Por Hidrogeno
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FRAGILIZACIN PORHIDROGENO DE ACEROS
DE ALTA RESISTENCIA
V.CANDELAD.MONTILLA
F.GAMBOAJ.MERCHAN
INGENIERIA METALURGICA

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INTRODUCCINLa fragilizacinse produce porun proceso deabsorcin ydifusin delhidrgeno
cuando este seincorpora a la redcristalina deforma
permanente otem oral.

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la presencia del
hidrgeno en los acerosno es deseada ya quealteraconsiderablemente las
propiedades mecnico-metalrgicas de estosmateriales y puedellevarlos a la fractura.

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ACEROS DE ALTA
RESISTENCIA Y BAJAALEACIN (HSLA)

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Son aceros de bajo omedio contenido encarbono con pequeascantidades de elementosde aleacin. Secaracterizan por poseeruna elevada ductilidad,
estructura de grano fino,adems de combinar unasexcelentes propiedadesmecnicas con una buena
conformabilidad y
CARACTERISTICAS

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COMPOSICIN QUMICA
Contenido Max para todos de 0,05%S y 0,90%Si

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PROPIEDADES
MECANICAS
Resistencia de fluencia mnimas entre275 y 345 Mpa
Alta soldabilidad
Buena resistencia a la fatiga
Alta resistencia a la Corrosin

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APLICACIONES
Estructuras yrefuerzos
para laindustria delautomvil
Construccin
EstructurasMetlicas(Puentes)
Entretenimiento
(Montaasrusas)

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FRAGILIZACIN PORHIDROGENO

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Stress Corrosion CrackingLa corrosin poresfuerzos mecnicoses un tipo de corrosinlocalizada, sereconoce por lapresencia de fracturasen la estructurametlica. Lamorfologa de ste tipode corrosin es muycaracterstico, en lasuperficie del metal seproducen fisuras muypequeas de forma

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El material debe tener una determinadacomposicin.
La superficie del componente debe estar bajotensin (ya sea por trabajo externo de la piezao tensiones internas).
El material debe estar sometido a un tipo
determinado de ataque
La SCC slopuede tenerlugar cuandose cumplanestas tres
condiciones:

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El hidrogeno es un medio muy influyente en el SCC, seconoce como fragilizacin por hidrogeno, cuando en el
interior del material hay disuelto molculas de hidrogeno.
La fragilizacin por hidrogeno se presenta en muchos casos,siendo la disolucin de hidrogeno combinada con esfuerzosde tensin las de mayor causa de falla. El hidrogeno tiende a
ser atrado por regiones de altos esfuerzos de tensin triaxialdonde la estructura del metal esta dilatada. Por lo tanto, esllevado a zonas de presencia de grietas o entallas que estnbajo esfuerzos.
Influencia del hidrogeno en el
Stress Corrosin Cracking

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SITIOS DE INTERS PARA LADIFUSIN DE HIDRGENO

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HE interna (reversible)
Fragilizacin inducida por hidruros
Fragilizacin por hidrogeno delmedio ambiente
HE interno (irreversible)
Ataque por hidrogeno (fragilizacinpor reaccin de hidrgeno)
TIPOS DE FRAGILIZACINPOR HIDRGENO

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Todos los aceros son afectados por el hidrogeno, losmateriales mas vulnerables son los aceros de altaresistencia, aleaciones de titanio y aluminio, donde la
influencia del hidrogeno es causa del crecimiento delas grietas por corrosin bajo tensin.
Fragilizacin por hidrgeno
de los HSLA

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Grieta producida por lafragilizacin delmaterial, en una matrizde una acero
inoxidable
Fractura frgil de unabarra de acero de altaresistencia usado enestructuras de
concreto

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CARACTERIZACIN DE LAFRAGILIZACIN POR
HIDROGENO, CORROSIN BAJO
ESFUERZOS Y FRAGILIZACINDE LA MARTENSITA (TEMPERED)
DE ACEROS DE ALTA
RESISTENCIA
CASO PRACTICO

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Caractersticas de la fragilizacin por
hidrgeno, corrosin bajo tensin yfragilizacin martensita templada en aceros de
alta resistenciaMaterial Acero AISI4340
En trenes deaterrizaje de los
aviones
Pruebasdurante su
fabricacin yservicioSEM, DRX Y
PRUEBAS DE
MICRODUREZA

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CARACTERISTICAS SCC HETensin Esttica Esttica
Ambiente corrosivoacuoso
Especifico para laaleacin
Cualquiera
Metal puro Mas resistente Susceptible
Morfologa de lagrieta Ramificada TG y TI Ramificada TGy TI
Productos decorrosin en la grieta
Ausente Ausente
Aspecto superficialde la grieta
Hendidura Hendidura
Polarizacin catdica Suprime Acelera
Incremento en lavelocidad dedeformacin
Disminuye Disminuye
Nivel cercano a lafuerza mxima
Susceptible perodespus predomina Acelera

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PROCEDIMIENTO
En general, el concepto de este trabajo fue prepararmuestras estndar del mismo lote de acero, parafragilizarlos de una manera controlada por diferentes
procesosC Ni Cr Minnesota
Mo Si S Fe
Aceroestudia
do0.41 1.88 0.87 0.76 0.27 0.33 0.02 Rem.
AMS6415 ,38-,43
1,65-2,00
0,70-0,90
0,65-0,85
0.20-0.30
0.15-0.35
0.025max Rem.La composicin qumica (% en peso) del acero estudiado AISI
4340, tal como se obtiene por el espectrmetro de emisinptica en comparacin con los requisitos de la norma AMS6415

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ndice demuestra
Tipo de muestra Tratamiento Carga
REF1Traccin con entalla en V
(R 43-46 C) - Falla por impacto
REF2Traccin con entalla en V
(R 43-46 C)- Falla por Ensayo de traccin
H1, H2Traccin con entalla en V
(R 43-46 C)Galvanoplastia de cromo
duro, sin horneartensin bajo carga constante
H3, H4Traccin con entalla en V
(R 43-46 C)Galvanoplastia cadmio, sin
horneartensin bajo carga constante
H5, H6 Traccin con entalla en V(R 50-53 C)
Galvanoplastia cadmio, sinhornear
tensin bajo carga constante
SCC1Traccin con entalla en V
(R 43-46 C)-
Tensin simultnea bajo carga yla exposicin a la solucin de
NaCl al 3,5% constante
Scc2, SCC3 Anillo C (43-46 RC) Recubrimiento de cera
Simultnea de carga constante-deformacin y la exposicinalternativa para solucin de
NaCl 3,5%
TME1 Traccin con entalla en VAustenizacin a 850 C,
templado en aceite, unrevenido a 350 C
Impacto
TME2 Traccin con entalla en VAustenizacin a 850 C,
templado en aceite, unrevenido a 350 C
Falla por Ensayo de traccin
TME3 Traccin con entalla en V Austenizacin a 1000 C,templado en aceite, unrevenido a 350 C
Falla por Impacto

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DAO POR HIDROGENOEfecto del hidrgeno sobre las propiedadesmecnicas de los aceros implican fenmenos comola fragilizacin, la fractura retardada o la fatigaesttica, la corrosin bajo tensin Y elampollamiento
El hidrgeno no necesita estar presente en
concentraciones por encima del lmite desolubilidad, para fragilizar aceros martensticos yferrticos. Ambas estructuras pueden serfuertemente degradados por concentracionesrelativamente bajas de hidrgeno procedente ya sea
de la mayor parte de la aleacin o de un entornoque contiene hidrgeno. En general, cuanto mayor

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RESULTADOS DEL ENSAYO
SEM de la superficie de fractura de una muestra con muesca en Vhecha de acero AISI 4340de aleacin (43-46 R C ) fracturado por tensin. (B) Un mayoraumento de regin Un 1en (a).
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1350630701000097

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SEM superficie de fractura de una muestra con muesca en Vhecha de acero AISI 4340 de aleacin (43-46 R C ) yelectrodepositado con cromo duro, sin hornear posterior, despusde la fractura por ensayo de traccin a carga constante. (B) Un
mayor aumento de regin Un 1en (a). (C) Un mayor
RESULTADOS DEL ENSAYO
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1350630701000097

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Ver SEM de la superficie de fractura de una muestra a la traccin conmuesc

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