Quels sont les effets de l'hydrogène fragilisant sur acier?

June 21

Quels sont les effets de l'hydrogène fragilisant sur acier?


L'hydrogène, sous forme atmosphérique ou contenues dans d'autres composés, a un fort impact négatif sur l'acier à haute résistance à la traction, en particulier à des températures élevées. Lorsqu'il est soumis à une attaque d'hydrogène prolongée, cet acier peut échouer soudainement et catastrophiquement. Pour résoudre ce problème, qui est connu comme «fragilisation par l'hydrogène" sera crucial pour les applications futures de l'hydrogène, comme dans les moteurs à combustion interne.

Ventilation des liaisons chimiques

Fragilisation par l'hydrogène peut prendre plusieurs formes, dont l'une implique la diffusion progressive des atomes d'hydrogène dans le réseau microscopique de l'acier lui-même. hydrogène atmosphérique diffuse dans le métal, graviter vers la zone avec le plus grand stress. Lorsque cela se produit, les liaisons chimiques retenant ensemble les atomes qui composent l'acier commence à s'affaiblir; ce qui compromet l'intégrité structurale de l'acier et augmente la probabilité que le métal ne pourra pas prématurément.

hydrogène inclusion

En variante, fragilisation par l'hydrogène peut être associée à des atomes de diffusion dans les petits pores ou des vides dans l'acier. Ces trous sont microscopiques --- juste assez grand pour un atome. Lorsque plusieurs atomes d'hydrogène à trouver leur chemin dans les vides, ils se combinent pour former des molécules d'hydrogène qui ne peuvent échapper; la pression finit dans le vide construit à des niveaux extrêmes, mettre beaucoup de stress sur l'acier. A une densité d'hydrogène de seulement 5 ppm, pression à l'intérieur des vides peut atteindre 17.000 fois la pression moyenne au niveau de la mer.

Résistance à la traction

Un des effets plus prononcés de fragilisation par l'hydrogène est une diminution de la résistance à la traction --- comment durable l'acier est. Sous la charge, l'acier peut être soumis à une énorme pression le long de plusieurs axes; lorsque affaibli par la fragilisation par l'hydrogène, l'acier est plus susceptible de donner simplement chemin. Fragilisation par l'hydrogène a tendance à avoir un impact acier qui est particulièrement forte ou particulièrement difficile, parce que ces types d'acier ont généralement une faible tolérance pour les défaillances structurelles.

Ductilité

Acier, lorsqu'il est placé sous une lourde charge, a la tendance naturelle à se déformer légèrement --- un phénomène connu sous le nom de ductilité. Comme son nom l'indique, fragilisation par l'hydrogène réduit considérablement cette ductilité, ce qui rend l'acier fragile et inflexible. Que l'acier commence à se déformer le long des zones déjà soumis à l'attaque par l'hydrogène, l'hydrogène diffuse en outre dans le réseau, créant ainsi une défaillance de la structure en cascade qui se fixe finalement l'acier le long de la ligne de plus grande contrainte.