Se sabe que el hidrógeno causa fragilidad y agrietamiento en el acero, comúnmente llamado agrietamiento inducido por hidrógeno (HIC). La HIC suele ocurrir en soluciones acuosas, ya que el hidrógeno puede difundirse en la matriz del acero, lo que provoca fragilidad y agrietamiento del acero.
Hoy en día se habla principalmente de HIC, ya que es una preocupación importante en muchas industrias. A menudo es causado por factores accidentales durante el proceso de conformado o acabado que permiten que el hidrógeno ingrese a la matriz del acero.
HIC está influenciado por tres factores principales: rendimiento del material, condiciones ambientales y estrés.
Burbujas en la superficie de la muestra después de la carga de hidrógeno.
Durante la Segunda Guerra Mundial, un caza Spitfire de la RAF se estrelló en el aire debido a una falla mecánica, matando al piloto instantáneamente. El incidente fue considerado de gran importancia, lo que llevó a las autoridades a recoger todas las piezas del avión y establecer un equipo especial de investigación para determinar la causa del accidente.
La investigación reveló que el accidente del avión se debió a la fractura del eje principal. La fractura mostraba múltiples fisuras pequeñas, conocidas en ese momento como fracturas capilares.
En 1940, el Sr. Li Xun, fundador del Instituto de Investigación de Metales de la Academia de Ciencias de China, comenzó a trabajar en investigación en la Universidad de Sheffield después de graduarse. El requisito previo para resolver este problema era encontrar una manera de probar y analizar cuantitativamente el contenido de hidrógeno en el acero.
Más tarde, el Sr. Li Xun inventó un probador de hidrógeno para medir el contenido de hidrógeno en el acero. Se acabó demostrando que el hidrógeno era el responsable de la fractura del eje principal de la aeronave. Como resultado, el Sr. Li Xun se convirtió en el fundador del campo del craqueo inducido por hidrógeno.
Los aceros de alta resistencia que contienen cromo y níquel son muy susceptibles al hidrógeno. Los aceros con un alto contenido de carbono son más propensos al agrietamiento inducido por hidrógeno, mientras que los aceros con un bajo contenido de carbono son menos propensos a este fenómeno.
Las piezas forjadas con una estructura densa son más susceptibles al agrietamiento inducido por hidrógeno que las piezas fundidas con una estructura suelta. Cuando los átomos de hidrógeno penetran en el acero, la fuerza de enlace atómico entre los granos disminuye y la tenacidad del acero se ve comprometida. La fractura causada por el agrietamiento inducido por hidrógeno es similar a otras fracturas frágiles y los materiales de alta resistencia son más susceptibles a la fractura intergranular.
En el acero con bajo contenido de carbono, es probable que aparezcan hoyuelos pequeños e incompletos en las pequeñas facetas a lo largo de la fibra, formando lo que se conoce como un "patrón de garra de pollo".
Fractura por fragilidad por hidrógeno
El craqueo inducido por hidrógeno tiene histéresis.
La aparición de grietas inducidas por hidrógeno en componentes soldados puede ser repentina y supone una grave amenaza para las personas y la propiedad. Esta cuestión requiere gran atención.
Accidente de explosión
La eliminación del hidrógeno en los metales es una cuestión crítica que requiere atención. Ciertos aceros o componentes utilizados en condiciones específicas deben someterse a un tratamiento de deshidrogenación. Por ejemplo, las piezas galvanizadas utilizadas en aviones deben pasar por este proceso. La eliminación de hidrógeno también es necesaria para el cincado de piezas elásticas y acero de alta resistencia.
El proceso de eliminación de hidrógeno de las piezas implica un tratamiento térmico. La eficacia de la eliminación de hidrógeno depende de la temperatura de eliminación del hidrógeno y del tiempo de retención. Cuanto mayor sea la temperatura y mayor el tiempo, más eficaz será la eliminación del hidrógeno.
Normalmente, el componente a tratar se puede colocar en un horno de vacío y tratar a una temperatura de 200-250°C durante 2-3 horas. También se puede utilizar aceite caliente para lograr el mismo efecto de eliminación de hidrógeno que el horno. Este método ofrece el beneficio de un calentamiento uniforme y requisitos de equipo más simples.
