La fragilización por hidrógeno es un fenómeno que afecta a materiales metálicos, causando una disminución de su ductilidad y resistencia mecánica. Esto ocurre cuando el hidrógeno se difunde en el metal, desestabilizando su estructura interna y provocando grietas, lo que puede llevar a fallas catastróficas en componentes críticos.
¿Qué significa fragilización por hidrógeno?
La fragilización por hidrógeno (HE) es un proceso que resulta en una disminución de la tenacidad o ductilidad de un metal debido a la presencia de hidrógeno atómico.
industriapedia explica la fragilización por hidrógeno
La fragilización por hidrógeno comienza con átomos de hidrógeno solitarios que se difunden a través del metal. A altas temperaturas, la elevada solubilidad del hidrógeno permite que el hidrógeno se difunda en el metal, o el hidrógeno puede difundirse a baja temperatura, con la ayuda de un gradiente de concentración. Cuando estos átomos de hidrógeno se recombinan en minúsculos vacíos de la matriz metálica para formar moléculas de hidrógeno, crean presión desde el interior de la cavidad en la que se encuentran. Esta presión puede aumentar a niveles en los que el metal tiene una ductilidad y una resistencia a la tracción reducidas, hasta el punto donde se abre, un proceso conocido como agrietamiento inducido por hidrógeno (HIC). Los aceros de alta resistencia y baja aleación, el níquel y las aleaciones de titanio son los más susceptibles.
La fragilización por hidrógeno se ha reconocido clásicamente como de dos tipos:
- Fragilización interna por hidrógeno: esto ocurre cuando el hidrógeno ingresa al metal fundido que se sobresatura con hidrógeno inmediatamente después de la solidificación.
- Fragilización por hidrógeno ambiental: Esto resulta de la absorción de hidrógeno por metales sólidos. Puede ocurrir durante tratamientos térmicos a temperatura elevada y en servicio durante la galvanoplastia, contacto con productos químicos de mantenimiento, reacciones de corrosión, protección catódica y operación con hidrógeno a alta presión.
La fragilización por hidrógeno se puede prevenir a través de:
- Control del nivel de tensión (residual o de carga) y dureza
- Evitar la fuente de hidrógeno
- Hornear para eliminar el hidrógeno.