La ingeniería de fase estructuralmente compleja permite aleaciones de aluminio tolerantes al hidrógeno

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Trabajos de metalurgia
• Investigación de la fragilidad del hidrógeno

Sus antecedentes:

• La fragilidad del hidrógeno (HE) limita la durabilidad y la aplicación de las aleaciones de aluminio (Al), especialmente en las tecnologías de energía de hidrógeno.
• Los sitios de captura de hidrógeno existentes en aleaciones de Al, como los compuestos intermetálicos, a menudo son de baja densidad en comparación con los nanoprecipitados de fortalecimiento.

Objetivo del estudio:

• Diseñar una dispersión de alta densidad de nanoprecipitados duales en aleaciones de Al-Mg con adición de Sc para mejorar el atrapamiento de hidrógeno.
• Para mejorar la resistencia a la fragilidad del hidrógeno y la resistencia mecánica de las aleaciones de aluminio.

Principales métodos:

• Se empleó una estrategia de precipitación compleja tamizada por tamaño en aleaciones de Al-Mg con adición de Sc.
• Un tratamiento térmico en dos pasos indujo la nucleación heterogénea de Al3 ((Mg,Sc) 2) en nanoprecipitados de Al3Sc de más de 10 nm.
• Se investigó el mecanismo de formación dependiente del tamaño de las nanoestructuras del núcleo.

Principales resultados:

• Se logró una dispersión de alta densidad de Al3Sc y nanofasas de núcleo Al3 ((Mg,Sc) / Al3Sc con capacidades superiores de captura de hidrógeno.
• La distribución de nanoprecipitados dobles a medida dio como resultado un aumento del 40% en la resistencia y una mejora de cinco veces en la resistencia a HE.
• Se ha demostrado el alargamiento uniforme por tracción en aleaciones de Al cargadas con hidrógeno (hasta 7 ppmw H).

Conclusiones:

• La estrategia de precipitación tamizada desarrollada mejora efectivamente la resistencia al hidrógeno en aleaciones de Al de alta resistencia.
• Este enfoque es adaptable para la producción industrial a gran escala y aplicable a varias aleaciones a base de Al-Mg.
• Los hallazgos ofrecen una ruta prometedora para el avance de materiales para la economía del hidrógeno.