Fractura asistida por hidrógeno en aceros de níquel

Abstract

La fragilización por hidrógeno (FPH) reduce la ductilidad y tenacidad de los aceros expuestos a hidrógeno. En este trabajo se evaluó la FPH en aceros de baja aleación templados y revenidos, con contenidos de níquel entre 0 y 5% p/p, mediante ensayos de fractura en flexión tras precarga electroquímica de hidrógeno en medio acuoso. Se desarrollaron dispositivos experimentales para la introducción controlada de hidrógeno y se emplearon técnicas de medición de crecimiento de fisura, Direct Current Potential Drop (DCPD) y Reduction Data Normalization (RDN). Se estudió el efecto de la velocidad de ensayo, identificando que velocidades más bajas generan mayor fragilización debido a la mayor difusión de hidrógeno a la punta de fisura. Los resultados mostraron que no existe una tendencia clara entre el contenido de níquel y la susceptibilidad a la FPH. La fractografía reveló cambios en los modos de fractura en función de las condiciones de ensayo. Este estudio aporta herramientas para caracterizar FPH en contextos industriales vinculados al uso de hidrógeno.

Hydrogen embrittlement (HE) reduces the ductility and toughness of steels exposed to hydrogen. This work assessed HE in quenched and tempered low-alloy steels with nickel contents ranging from 0 to 5 wt.%, through fracture toughness tests in bending after electrochemical hydrogen precharging in aqueous environment. Experimental setups were developed for controlled hydrogen charging, and crack monitoring was performed using Direct Current Potential Drop (DCPD) and Reduction Data Normalization (RDN) techniques. The influence of loading rate was studied, revealing that lower rates result in greater embrittlement due to enhanced hydrogen diffusion to the crack tip. Results showed no clear correlation between nickel content and susceptibility to HE. Fractographic analysis revealed changes in fracture modes depending on the test conditions. This study contributes useful tools for characterizing HE in industrial contexts involving hydrogen technologies.