Effects of hydrogen upon the properties of thermo mechanical controlled process (TMCP) steel

Efectos del hidrógeno en las propiedades del acero de proceso controlado termomecánico (TMCP)

La investigación sobre los efectos del hidrógeno en las propiedades mecánicas del material es muy amplia y requiere mucho tiempo, ya que no existe una única forma de predecir la fisuración en frío que pueda aplicarse a todos los tipos de acero. Algunas investigaciones sobre la acción del hidrógeno en la zona de soldadura se han centrado en los efectos de los materiales de aportación, los parámetros de soldadura, el entorno de soldadura y el proceso de soldadura sobre el contenido de hidrógeno del metal de soldadura y el efecto final del contenido de hidrógeno sobre las propiedades del material.

INTRODUCCIÓN

Los aceros producidos según el proceso TCMP se caracterizan por una elevada tenacidad al impacto y una mayor resistencia. La soldabilidad de estos aceros es buena, ya que el contenido de carbono (C < 0,12 %) y otros elementos de aleación. Esto permite temperaturas de precalentamiento más bajas o incluso la omisión completa del precalentamiento como fase de procesamiento adicional. El metal de soldadura es un agregado de material base y material de aportación. Sin embargo, las investigaciones actuales han demostrado que, en determinadas condiciones, pueden desarrollarse grietas frías en el metal de soldadura. Dado que el material base se fabrica mediante el proceso TMCP y no es susceptible por sí mismo a la formación de grietas frías o daños causados por el hidrógeno, el problema está casi con toda seguridad relacionado con el material de aportación que, sin propiedades y composición química satisfactorias, puede dar lugar a una mayor absorción de hidrógeno que cause susceptibilidad a la formación de grietas frías dentro de la zona de soldadura [1].

El hidrógeno dentro del material puede encontrarse en dos estados: molecular (H₂), como inclusiones gaseosas intercristalinas a muy alta presión, o en estado atómico (H o H⁺ ionizado) en los espacios vacíos de la red cristalina. Según la referencia [1], existen varios prerrequisitos que favorecen la aparición de defectos causados por hidrógeno en uniones soldadas:

1. Concentración suficiente de hidrógeno en el material, generalmente expresada como concepto de hidrógeno inicialmente difundido (H_D o H₀);

2. Microestructura sensible (ferrita, martensita/austenita, bainita).

3. Nivel de tensión en el material, en particular en forma de tensiones residuales;

4. 4. Temperatura entre 200 °C y 100 °C;

5. Tiempo