Mediciones locales de hidrógeno en acero multi-fase C60E mediante la técnica de celda microcapilar electroquímica
Autores: Jürgensen, Jens; Pohl, Michael
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Hidrógeno
Acero
Fragilización
Microestructura
Difusión
Análisis
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 5
Citaciones: Sin citaciones
Al utilizar hidrógeno como fuente de energía ecológica, muchos metales están expuestos a hidrógeno gaseoso (presurizado). Los aceros de alta resistencia con una resistencia a la tracción última de 800 MPa o más son especialmente susceptibles a la fractura inducida por hidrógeno, también conocida como fragilización por hidrógeno (HE). Tanto la microestructura como las fracciones de fase dentro del acero, así como la distorsión de la red, la precipitación de carburos, el estrés residual, etc., afectan significativamente la susceptibilidad a HE. Entre otros, una causa importante de esta observación se encuentra en la solubilidad de hidrógeno que varía localmente dentro de diferentes fases microestructurales como la martensita, la bainita, la perlita y la ferrita. Tanto una comprensión profunda de los mecanismos de HE como la adopción de contramedidas en forma de diseño de aleaciones requieren un análisis preciso de las concentraciones locales de hidrógeno difusivo dentro del material. Los métodos de análisis térmico como la Espectrometría de Masas por Desorción Térmica solo muestran una concentración integral de hidrógeno en todo el volumen de la muestra. Para analizar la concentración local de hidrógeno difusivo, por lo tanto, deben utilizarse nuevas técnicas de medición con una alta resolución espacial. La investigación actual presenta análisis de hidrógeno pioneros mediante la celda microcapilar electroquímica. Utilizar un diámetro de apertura de 10 um permite realizar mediciones locales de hidrógeno difusivo dentro de granos individuales de acero al carbono multi-fase C60E (1.1221). Los resultados confirman que el hidrógeno se distribuye de manera heterogénea dentro de los aceros multi-fase. Considerando las fracciones de fase individuales y las respectivas concentraciones locales de hidrógeno difusivo, se puede calcular una concentración total de hidrógeno difusivo. El valor obtenido está en buena concordancia con los análisis térmicos de hidrógeno de referencia. Nuestros resultados sugieren que las mediciones con celdas microcapilares electroquímicas ofrecen un gran potencial para estudios futuros, que proporcionarán una mejor comprensión de HE y la acumulación local de hidrógeno.
Descripción
Al utilizar hidrógeno como fuente de energía ecológica, muchos metales están expuestos a hidrógeno gaseoso (presurizado). Los aceros de alta resistencia con una resistencia a la tracción última de 800 MPa o más son especialmente susceptibles a la fractura inducida por hidrógeno, también conocida como fragilización por hidrógeno (HE). Tanto la microestructura como las fracciones de fase dentro del acero, así como la distorsión de la red, la precipitación de carburos, el estrés residual, etc., afectan significativamente la susceptibilidad a HE. Entre otros, una causa importante de esta observación se encuentra en la solubilidad de hidrógeno que varía localmente dentro de diferentes fases microestructurales como la martensita, la bainita, la perlita y la ferrita. Tanto una comprensión profunda de los mecanismos de HE como la adopción de contramedidas en forma de diseño de aleaciones requieren un análisis preciso de las concentraciones locales de hidrógeno difusivo dentro del material. Los métodos de análisis térmico como la Espectrometría de Masas por Desorción Térmica solo muestran una concentración integral de hidrógeno en todo el volumen de la muestra. Para analizar la concentración local de hidrógeno difusivo, por lo tanto, deben utilizarse nuevas técnicas de medición con una alta resolución espacial. La investigación actual presenta análisis de hidrógeno pioneros mediante la celda microcapilar electroquímica. Utilizar un diámetro de apertura de 10 um permite realizar mediciones locales de hidrógeno difusivo dentro de granos individuales de acero al carbono multi-fase C60E (1.1221). Los resultados confirman que el hidrógeno se distribuye de manera heterogénea dentro de los aceros multi-fase. Considerando las fracciones de fase individuales y las respectivas concentraciones locales de hidrógeno difusivo, se puede calcular una concentración total de hidrógeno difusivo. El valor obtenido está en buena concordancia con los análisis térmicos de hidrógeno de referencia. Nuestros resultados sugieren que las mediciones con celdas microcapilares electroquímicas ofrecen un gran potencial para estudios futuros, que proporcionarán una mejor comprensión de HE y la acumulación local de hidrógeno.