Abstract
A study of the influence of hydrogen on the mechanical behaviour of five iron alloys with different carbon state, morphology and content (as spheroidal or lamellar graphite or combined as CFe 3 ) is described here. Experimental observations from tensile (carried out at different crosshead speeds), Charpy impact resistance, hardness, fracture toughness tests and fractographic analysis show that internal or dissolved hydrogen, apart from producing a significant loss of ductility, hardens steels and softens cast irons. The results also provide convincing evidence of the important role that the strain rate plays in the mechanism of hydrogen induced cracking. Additionally, glow discharge optical emission spectroscopy (GDOES) technique is used to evaluate the concentration of hydrogen that has been absorbed by the samples as a function of depth and time. It can be deduced from the innovative use of this technique not only that diffusivity of hydrogen in ductile cast irons is greater than in steels or grey cast irons, but also that hydrogen interacts with different trapping sites.
Highlights
A study of the influence of hydrogen on the mechanical behaviour of five iron alloys with different carbon state, morphology and content is described here
Resultados obtenidos en los ensayos de tenacidad de fractura Table VIII
En relación con el ablandamiento de las tres fundiciones reflejado en una disminución del límite elástico, dureza y resistencia a tracción, Beachem[26] asocia este fenómeno al desbloqueo de las dislocaciones por parte del hidrógeno, permitiendo que se muevan bajo esfuerzos más reducidos
Summary
Desde hace ya algunas décadas, está probada y asumida la influencia de algunos factores como la composición química, la microestructura, el historial térmico y mecánico[1] y la resistencia a tracción del material en el daño inducido por el hidrógeno. Entre los autores interesados en estos factores está A.W. Thompson[2,3,4,5,6,7,8], quien se centra especialmente en el estudio de aceros con un contenido en carbono entre 0,26 % y 0,86 %, mediante ensayos de tracción y doblado, para hacer un análisis exhaustivo de la influencia del hidrógeno en los micromecanismos de fractura. Oriani[9,10,11], por su parte, ha llevado a cabo extensos estudios en aceros con un contenido en carbono entre 0,26 % y 0,46 % y microestructuras ferríticoperlíticas con la perlita laminar o esferoidal, con la finalidad de estudiar la influencia del hidrógeno en la deformación plástica de estos materiales y tratar de arrojar luz sobre una cuestión que ha sido y que, todavía, es polémica y que hace referencia a si el hidrógeno endurece el hierro y el acero, o bien produce el efecto contrario de ablandamiento. Hasta ahora se había hecho, únicamente, una tímida incursión en el estudio de la distribución de hidrógeno en aluminio de alta pureza hasta una profundidad de 2 μm utilizando la espectroscopía de masas de iones secundarios (EMIS) [17]
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