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Tesis

Influencia de la microestructura sobre la difusión del hidrógeno en un acero alto carbono

2006



Título Influencia de la microestructura sobre la difusión del hidrógeno en un acero alto carbono
Nombre Pérez Ceballos, Ana María
Ingeniera Metalúrgica Universidad de Antioquia Colombia
Magister en Ciencia y Tecnología de Materiales UNSAM
Directores Dr. Bruzzoni Pablo.
Dr. Ovejero García José.
. CNEA Centro Atómico Constituyentes
Fecha Defensa 06/03/2006
Jurado

Código Código IT IT/T--100/06

Resumen

Se ha estudiado el efecto de la microestructura sobre la difusión del hidrógeno en un acero alto carbono. El material utilizado es un acero AISI-SAE 1070. Las probetas en estado as-received se sometieron a tratamientos de temple y revenido. Los revenidos se realizaron a 150, 300 y 550 grados C durante una hora. Para cada tratamiento térmico se realizó una caracterización del material mediante análisis metalográfico y la determinación de la microdureza. Con el fin de analizar la interacción del hidrógeno con la microestructura se realizaron ensayos de permeación de hidrógeno y de microimpresión de hidrógeno. Los ensayos de permeación de hidrógeno permitieron determinar el coeficiente de difusión aparente para cada uno de los estados metalúrgicos estudiados, así como la variación de la energía de las trampas en función de la temperatura de revenido. Un aumento en la temperatura de revenido disminuye el tiempo necesario para que se desarrolle el primer transitorio de crecimiento durante la permeación de hidrógeno y a su vez incrementa el valor de flujo de hidrógeno en el estado estacionario, así como el coeficiente de difusión aparente. A partir de los ensayos de microimpresión de hidrógeno se pudo determinar la distribución del hidrógeno atrapado reversiblemente en relación con la microestructura del acero. Para las estructuras martensíticas (estado templado y templado y revenido a 150 grados C) se pudo establecer un patrón claro de atropamiento reversible del hidrógeno, mientras que para el material revenido a alta temperatura no pudieron determinarse los lugares que actúan como sitios preferenciales para el atropamiento del hidrógeno. Se logró exitosamente la aplicación conjunta de las técnicas microimpresión de hidrógeno y permeación de hidrógeno para investigar la distribución del hidrógeno en el material

Complete Title

Abstract

The goal of this work was to study the effect of the microstructure on the hydrogen diffusion in high carbon steel. The material used was AISI-SAE 1070 steel. The as- received samples were quenched and tempered at 150, 300 and 550 C degrees during one hour. After heat treatments the material was characterized using metallographic analysis and hardness test. The interaction between microstructure and hydrogen was studied using electrochemical permeation and hydrogen microprint tests. The apparent diffusion coefficients as well as the trap energy were determined from the electrochemical permeation data, for every metallurgical state. An increase in the tempering temperature produces a decrease in the time necessary fro the hydrogen evolution and at the same time an increase in the apparent diffusion coefficient. The distribution of the reversibly trapped hydrogen was determines using the hydrogen microprint technique. A pattern of reversible hydrogen trapping was found for the martensite structures (quenched steel and quenched and tempered at 150 C degrees steel) while for the material tempered at higher temperatures the preferential sites for hydrogen trapping could not be determined. The combined use of both the hydrogen microprint technique and the electrochemical permeation test was successfully implemented.

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