The effect of deformation on the change of hydrogen diffusion in C-Mn-Si-P Trip 800 steel

Efecto de la deformación en el cambio de la difusión del hidrógeno en el acero C-Mn-Si-P Trip 800

Se estudiaron las características de difusión del hidrógeno en el acero C - Mn - Si - P TRIP 800. El acero se ensayó en el estado tal como se recibió y en los estados tras una deformación por tracción del 5% y el 10%. La microestructura del acero consistía predominantemente en ferrita, bainita y austenita retenida. La deformación por tracción provocó una disminución del contenido de austenita retenida. Se estudiaron las características de difusión del hidrógeno mediante el método de permeación electroquímica para dos densidades de corriente en transitorios de acumulación. Los coeficientes de difusión de hidrógeno del acero TRIP estudiado variaron de 1,6・10-⁷cm²・s^-1 para el estado tal como se recibe a 1,3・10^-6 cm2・s^-1 para el estado después de una deformación por tracción del 5 %. Los coeficientes de difusión de hidrógeno aumentaron notablemente durante el segundo transitorio de acumulación, reflejando así el hecho de que el atrapamiento de hidrógeno era menos pronunciado.

INTRODUCCIÓN

Recientemente se han desarrollado nuevas calidades de acero, que pertenecen a los denominados aceros avanzados de alta resistencia (AHSS). El acero de plasticidad inducida por transformación (TRIP) representa un tipo de AHSS. Presenta un rendimiento mecánico superior de alta resistencia y muy buena tenacidad a la fractura [1,2]. Por estas razones, el acero TRIP se considera uno de los candidatos más prometedores para aplicaciones de automoción. Los aceros TRIP se basan en la composición química C - Mn - Si en la mayoría de los casos. Sin embargo, el silicio puede causar serias dificultades durante la galvanización en caliente. Por este motivo, el silicio puede sustituirse parcial o totalmente por aluminio [3]. También se han desarrollado variantes de los aceros TRIP con mayor contenido en fósforo, de nuevo para mejorar las condiciones de galvanización en caliente y facilitar la estabilización de la austenita retenida [4]. Una cantidad adecuada de austenita retenida en los aceros TRIP (10 - 15 %) es esencial para conseguir unas propiedades mecánicas óptimas [1,2]. Todos los tipos de aceros TRIP parecen ser susceptibles a la fragilización por hidrógeno [5-7]. Este problema tiene importancia práctica ya que existe el riesgo de fragilización por hidrógeno durante el decapado ácido, una operación que precede al galvanizado en caliente. Depover at al. [8] estudiaron la susceptibilidad a la fragilización por hidrógeno en varios tipos de aceros avanzados de alta resistencia utilizando ensayos de velocidad de deformación lenta. Descubrieron que el acero TRIP era el más susceptible a la fragilización por hidrógeno de todos los materiales estudiados.

Los autores correlacionaron ese comportamiento con el hecho de que la austenita retenida representa una trampa profunda e irreversible para el hidrógeno en el acero TRIP y la martensita formada durante la deformación, que hereda esta elevada cantidad de hidrógeno, se vuelve extremadamente quebradiza.