Fragilización por hidrógeno de acero inoxidable supertensítico modificado por boro

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Ingeniería de la corrosión
• Estudios de la fragilidad del hidrógeno

Sus antecedentes:

• Los aceros inoxidables supertensíticos (SMSS) con redes de boro ofrecen una excelente resistencia a la corrosión y al desgaste para el petróleo y el gas.
• La fragilidad del hidrógeno (HE) es un desafío crítico para los SMSS en entornos marinos.

Objetivo del estudio:

• Investigar los efectos de las diferentes concentraciones de boro (0,3 a 0,7% en peso) en la susceptibilidad a la fragilización por hidrógeno del SMSS.
• Comprender los mecanismos de falla de los SMSS reforzados con boro en condiciones de carga de hidrógeno.

Principales métodos:

• Carga de hidrógeno de muestras de SMSS con diferentes contenidos de boro en una solución de NaCl al 3,5% en peso.
• Ensayos mecánicos mediante ensayos de tracción a velocidad lenta después de la exposición al hidrógeno.
• Análisis microestructural para identificar los orígenes de las fracturas y las vías de propagación.

Principales resultados:

• Las adiciones de boro aumentaron la resistencia a la tracción pero disminuyeron significativamente la ductilidad en SMSS.
• La carga de hidrógeno condujo a una severa degradación mecánica, con una reducción de más del 55% en la resistencia y el alargamiento en SMSS-0.7%B.
• Se produjo una fractura intergranular frágil en aleaciones ricas en boro, iniciada por boruros M2B en los límites de los granos.
• HE afectó tanto a las matrices martensíticas como a los boruros, con fracturas originadas en áreas ricas en boruro.

Conclusiones:

• Un mecanismo de fragilización sinérgico que involucra tanto a la matriz como a los boruros contribuye al HE en los SMSS reforzados con boro.
• La optimización de la microestructura es crucial para mejorar la resistencia al hidrógeno de estos materiales avanzados.
• Las adiciones de boro, aunque beneficiosas para el desgaste y la corrosión, requieren una cuidadosa consideración con respecto a la fragilidad del hidrógeno en aplicaciones exigentes.