Resumen

El hidrógeno tiene un efecto perjudicial en la degeneración del titanio y sus aleaciones, y es muy importante cuantificar la concentración de hidrógeno a la hora de estimar la evaluación de la microestructura del titanio y sus aleaciones en un entorno de hidrógeno. En este trabajo, se asume que los átomos de hidrógeno residen en sitios intersticiales y en sitios de atrapamiento como dislocaciones, y se propuso un modelo acoplado mecánico-difusión para describir los efectos de la tensión en la difusión del hidrógeno en el titanio. Se modeló una placa de titanio con una grieta central para verificar el modelo mecánico-difusional, y se resolvió mediante el método de elementos finitos en el software comercial COMSOL. Los resultados indican que la difusión de hidrógeno cerca de la grieta está determinada por el estado de tensión. Cuando el estado de tensión de la punta de la grieta es elástico, el hidrógeno se difunde desde ambos lados de la grieta hacia la punta y conduce a la mayor concentración de hidrógeno en la punta de la grieta. Cuando existe una zona plástica delante de la punta de la grieta, la mayor concentración de hidrógeno en la superficie de la grieta se desvía hacia el lado cercano a la punta de la grieta; inicialmente existe un pico de concentración de hidrógeno a una distancia caracterizada delante de la punta de la grieta y luego disminuye con el proceso de difusión. Se espera que el modelo propuesto resuelva la concentración de hidrógeno bajo tensión en estructuras más complejas.

• Materias:Matemáticas Análisis Matemático Álgebra Ingeniería Matemática aplicada Lógica matemática
• Subjects:mathematics Mathematical Analysis Algebra Engineering Applied Mathematics Mathematical logic
• Palabras claves:punta de grieta, máxima concentración de hidrógeno, titanio, concentración de hidrógeno, estado de tensión, software comercial comsol, método de los elementos finitos, pico de concentración de hidrógeno, estructuras más complejas, aleaciones
• Keywords:crack tip, highest hydrogen concentration, titanium, hydrogen concentration, stress state, commercial software comsol, finite element method, hydrogen concentration peak, more complex structures, alloys