Cálculo de la velocidad de propagación de la fisura debido a fragilización por hidrógeno

Resumen

La durabilidad de los aceros de alta resistencia en medios agresivos está condicionada por la fragilización por hidrógeno. La fragilización por hidrógeno está presente en muchos de los fallos de estructuras o componentes de acero. En estudios anteriores se ha mostrado el efecto del hidrógeno intersticial dentro de la red de hierro a nivel atómico, y se concluía que el hidrógeno no establece enlace químico con el hierro pero introduce tensiones internas que debilitan los enlaces hierro-hierro y disminuyen la tenacidad de fractura. En el presente trabajo se ha simulado la propagación de una fisura en una matriz de hierro en presencia de hidrógeno. Se han acoplado factores como el transporte de hidrógeno, los gradientes de tensiones y la variación de la tenacidad de fractura en un modelo multifísico de elementos finitos. El comportamiento en fractura se ha simulado mediante dos leyes cohesivas, una lineal y otra polinómica. Los resultados muestran que existe una influencia de la ley cohesiva sobre la propia velocidad de propagación de la fisura y el perfil de concentración de hidrógeno.