Sprøyting av hydrogen

Den hydrogensprøhet er et fenomen som forårsaker oppsprekking av metaller . Rollen til hydrogen oppløst i et metall har vært kjent siden slutten av XIX -  tallet.

Hydrogen kan gå i løsning:

• under produksjonen av metallet (endogent hydrogen) - reduksjon av malmen, støping av ingoten eller kontinuerlig støping - derav viktigheten av å avgasse det smeltede metallet og kontrollere fuktigheten;
• under en frivillig kjemisk reaksjon, slik som elektrogalvanisering og generelt elektrolytiske reaksjoner  ;
• ved sveising  ;
• under korrosjon .

Mekanismer for sprøhet

Hydrogen svekker metallet i henhold til flere mekanismer:

• indre hydrogentrykk: oppløst hydrogen kan rekombineres i et hulrom ( pore ) for å danne en “boble”; Hvis trykket i dette hulrom blir høy, typisk 10 5  Pa , kan dette forårsake en sprekk, men en slik situasjon krever en betydelig fugacity , som påtreffes i tilfelle av en redoks-reaksjonen i et vandig medium (men ikke i hydrogen stemning);
• svekkelse av bindingene mellom atomene  : hydrogenatomene, ved å gli mellom metallatomene ( interstitial site ), vil redusere metallets bruddstyrke ; dette krever en høy konsentrasjon av hydrogen, som kan bli funnet på bunnen av sprekken (den triaksiale spenningstilstanden forvrenger krystallet og øker hydrogenets løselighet); denne mekanismen mistenkes hovedsakelig for legeringer med høy styrke;
• reduksjon i duktilitet  : hydrogenatomer kan samhandle med dislokasjoner og derfor endre kapasiteten for plastisk deformasjon , med to antagonistiske mekanismer, men begge svekkes:
  • reduksjon av plastisitet, og derfor av bruddsenergien ved sprekkespissen ,
  • økning i plastisitet, og derfor lokal konsentrasjon av plastisk deformasjon;
• dannelse av skjøre faser, slik som hydrider eller martensitt (hydrogen spiller rollen som karbon).

Merknader og referanser

1. Philibert et al. 2002 , s.  1100-1103.

Se også

Bibliografi

• Jean Philibert , Alain Vignes , Yves Bréchet og Pierre Combrade , Metallurgi, fra malm til materiale , Dunod,2002, 1177  s. ( ISBN  978-2-10-006313-0 ) , s.  897-900, 1079-1080, 1094, 1100-1103
• Standarder  :
  • ASTM F519 - 12a Standard testmetode for mekanisk utvinning av hydrogenforsterkning av belegg / beleggprosesser og servicemiljøer [1]
  • ASTM G142-98 (2004) Standard testmetode for bestemmelse av følsomhet for metaller for sprøhet i hydrogenholdige omgivelser ved høyt trykk, høy temperatur eller begge deler [2]

Relaterte artikler

• Sprekk (materiale)
• Bruddmekanikk
• Spenningskorrosjon
• Tretthet-korrosjon