El recocido con bajo contenido de hidrógeno , comúnmente conocido como "horneado", es un tratamiento térmico en metalurgia para la reducción o eliminación de hidrógeno en un material para evitar la fragilización por hidrógeno . La fragilización por hidrógeno es el agrietamiento de metales inducido por hidrógeno, particularmente el acero, que da como resultado propiedades mecánicas degradadas como plasticidad, ductilidad y tenacidad a la fractura a baja temperatura. El recocido con bajo contenido de hidrógeno se denomina proceso de desfragmentación. El recocido con bajo contenido de hidrógeno es un método eficaz en comparación con alternativas como la galvanoplastia del material con zinc para proporcionar una barrera contra la entrada de hidrógeno, lo que provoca defectos en el revestimiento. [1]
El mecanismo subyacente de la fragilización por hidrógeno es diferente para la superficie en comparación con el hidrógeno que penetra en la mayor parte del sólido. Los estudios han demostrado que el recocido a 200 °C debilita la fragilización del hidrógeno causada por el hidrógeno interno, pero tiene poco efecto sobre el hidrógeno absorbido en la superficie. A 200 °C, los átomos de hidrógeno pueden difundirse fuera del hierro y del acero inoxidable parcial y es la temperatura mínima necesaria para el proceso. [2] El mecanismo exacto o sus efectos no se comprenden completamente porque también se plantea la hipótesis de que 200 °C permite la eliminación de vacantes en el sólido, lo que también puede afectar sus propiedades mecánicas.
El material se mantiene en un horno de recocido con hidrógeno durante varias horas a temperaturas entre 200 °C y 300 °C. Los átomos de hidrógeno encerrados , conocidos por su fragilidad por hidrógeno [3], se eliminan por efusión . El método se utiliza principalmente inmediatamente después de soldar, recubrir o galvanizar las piezas.
Zhou y cols. Muestre la comparación de las curvas tensión-deformación del acero de tubería X80 sin recocer y las muestras que fueron recocidas a 200 °C durante 12 horas. [4] La curva tensión-deformación cambia significativamente. Los fenómenos de fluencia aparecieron en la curva tensión-deformación después del recocido. Esto se puede explicar de la siguiente manera. A 200 °C, los átomos de carbono tienen suficiente energía para difundirse en los sitios intersticiales de las dislocaciones que forman la atmósfera de Cottrell. Esto fija las dislocaciones en su lugar y reduce la densidad de las dislocaciones móviles. En muestras no recocidas, la gran densidad de dislocaciones móviles se activa y no se produce fluencia porque no se produce ningún cambio drástico en la densidad de dislocaciones. El límite elástico aumentó aproximadamente un 10% y el alargamiento disminuyó aproximadamente un 20%. Finalmente, según los entornos de prueba, se puede concluir que el recocido a 200 °C disminuye la fragilización interna por hidrógeno, pero es ineficaz para la susceptibilidad a la fragilización por hidrógeno causada por el hidrógeno absorbido en la superficie.
El tipo de defectos de la red están relacionados con la energía de activación para la liberación del hidrógeno atrapado. Los átomos de hidrógeno pueden escapar de los defectos y moverse hacia los intersticiales de la red. La difusión entre estos tipos de sitios puede alcanzar un equilibrio dinámico. [5]