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 prevenir la fragilización por hidrógeno . La fragilización por hidrógeno es el agrietamiento inducido por hidrógeno de los metales, 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 para la entrada de hidrógeno que da como resultado defectos en el recubrimiento. [1]
El mecanismo subyacente para la fragilización por hidrógeno es diferente para la superficie en comparación con el hidrógeno que penetra en la masa del sólido. Los estudios han demostrado que el recocido a 200 °C debilita la fragilización por 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 por completo porque también se plantea la hipótesis de que 200 °C permite la eliminación de vacantes en el sólido, lo que también puede afectar a sus propiedades mecánicas.
El material se mantiene en un horno de recocido de hidrógeno durante varias horas a temperaturas entre 200 °C y 300 °C. Los átomos de hidrógeno encerrados , conocidos por la fragilización por hidrógeno [3], se eliminan por efusión . El método se utiliza predominantemente inmediatamente después de la soldadura, el proceso de recubrimiento o la galvanización de las piezas.
Zhou et al. muestran la comparación de las curvas de tensión-deformación del acero para tuberías X80 no recocido y las muestras que se recocieron a 200 °C durante 12 horas. [4] La curva de tensión-deformación cambia significativamente. Los fenómenos de fluencia aparecieron en la curva de 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 dislocaciones que forman la atmósfera de Cottrell. Esto fija las dislocaciones en su lugar y reduce la densidad de dislocaciones móviles. En las muestras no recocidas, la gran densidad de dislocaciones móviles se activa y no se produce fluencia porque no se produce un cambio drástico en la densidad de dislocaciones. La resistencia a la fluencia aumentó aproximadamente un 10% y el alargamiento disminuyó aproximadamente un 20%. Finalmente, con base en los entornos de prueba, se puede concluir que el recocido a 200 °C disminuye la fragilización por hidrógeno interna, pero es ineficaz para la susceptibilidad a la fragilización por hidrógeno causada por el hidrógeno absorbido en la superficie.
El tipo de defectos reticulares está relacionado 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 reticulares. La difusión entre estos tipos de sitios puede alcanzar un equilibrio dinámico. [5]