Fragilidad por hidrógeno

Es posible observar en los aceros templados o bonificados el aumento de la fragilidad por la presencia de hidrógeno como consecuencia de tratamientos electroquímicos destinados a la protección del material.

El hidrógeno penetra en estado atómico  en la red cristalina, como es inestable se transforma con el tiempo en hidrógeno molecular por lo que si se somete a ensayo una pieza dentro de las 24 horas no es posible observar fisuras ni microfisuras.  Pasadas las 24 horas el proceso es irreversible ya que  el hidrógeno se transforma en molecular y se produce el aumento de fragilidad de la pieza.

Este aumento de la fragilidad produce roturas sin deformación apreciable en las solicitaciones por fatiga o solicitaciones oscilantes con tensiones de tracción elevadas o bien en solicitaciones alternadas a baja frecuencia. Asimismo es posible observar este aumento de fragilidad en aquellos casos en que la tensión de tracción se va elevando a poca velocidad en forma progresiva o escalonada, mientras que no es posible apreciarlo en el caso de solicitación repentina, e incluso en el ensayo de tracción según norma DIN 50-145.

  El átomo de hidrógeno se pone en contacto con las llamadas superficies internas (microrechupes, burbujas de gas, etc.) provocando:

      a) Formación de sobrepresiones internas hasta alcanzar la resistencia de separación local.
       b) Interacción entre el hidrógeno y las superficies de contacto (disociación de la molécula y desaparición por difusión de los átomos que se instalan en la estructura cristalina)
       c) Reducción de la fuerza de cohesión entre los átomos metálicos
       d) Distorsión de la estructura cristalina.
       f) Formación de hidruros.

Las consecuencias mas importantes que producen las causas referidas son la formación de finísimos agrietamientos internos al sobrepasarse o reducirse la resistencia a la separación, actuando como si fueran entallas internas con estado tensional  triaxil y el bloqueo de deslizamientos con lo cual se dificulta la reducción del estado de tensión interno del material.

Dado que la difusión del hidrógeno  atómico en la estructura cristalina requiere cierto tiempo que depende de muchos factores,  el tratamiento de deshidrogenado  debe hacerse lo mas inmediatamente posible al tratamiento galvánico, para evitar la posibilidad  que llegar al punto de hacerse el proceso irreversible. Por eso es preciso que el equipo para deshidrogenar forme parte del  establecimiento que hace el proceso galvánico.

Es importante destacar que la formación de hidrógeno atómico se produce también en los decapados o limpieza con acido, es decir , en todo lugar donde se produzca hidrógeno por una reacción química.

Finalmente, en los casos de haberse omitido el deshidrogenado en el momento adecuado,  solo queda la posibilidad de  decapar las piezas y volver a someterlas al tratamiento térmico original,  pasando por el estado austeníco a alta temperatura y eliminando por ello las tensiones internas originadas por el hidrógeno.