Efectos del hidrógeno en la tenacidad a fractura y fatiga de aceros estructurales para su uso en contacto con hidrógeno a presión

espanolLa susceptibilidad a la fractura asistida por hidrogeno de los grados de acero Cr-Mo-V templados y revenidos ha sido evaluada mediante ensayos realizados al aire despues de precargar las muestras con hidrogeno. Se utilizo una metodologia mediante la cual las distintas probetas se precargaron en un reactor de hidrogeno a 195 bares y 450°C durante un tiempo de 21 horas. Para analizar la interaccion entre el hidrogeno y la microestructura de los aceros se utilizo un analizador de hidrogeno LECO DH603. A este respecto, se ha determinado el contenido de hidrogeno introducido en los aceros, se ha analizado la desorcion de hidrogeno a temperatura ambiente y se han determinado las energias de activacion del hidrogeno desde las singularidades microestructurales (trampas). Para completar el analisis, se realizaron ensayos electroquimicos de permeacion de hidrogeno con el objetivo de determinar el coeficiente de difusion. En segundo lugar, para evaluar el comportamiento mecanico en presencia de hidrogeno interno, se emplearon probetas compactas para la medida de la tenacidad a la fractura y para la determinacion de la velocidad de crecimiento de grieta por fatiga. En base a los resultados obtenidos, se ha puesto en evidencia el positivo efecto que ejercen los carburos nanometricos de vanadio-molibdeno como trampas fuertes para retener el hidrogeno. Este hecho ha permitido justificar la menor disminucion de la tenacidad a fractura observada en el grado de acero aleado con vanadio y por otro lado, la mayor resistencia a la propagacion de grieta por fatiga en presencia de hidrogeno interno respecto a la calidad libre de vanadio, donde los efectos del hidrogeno han sido muy notorios, sobretodo, para las frecuencias mas bajas utilizadas en los ensayos (0.1Hz). EnglishThe influence of hydrogen on the mechanical behaviour of different quenched and tempered CrMo steels with or without vanadium were investigated by means of fracture toughness and fatigue crack growth tests. Samples were precharge in a high pressure hydrogen reactor at 195 bar and 450oC for 21 hours. The degradation of the mechanical properties was correlated with the interaction between hydrogen atoms and microstructure. The interaction hydrogen-microstructure was analyzed by means of thermal desorption analysis (TDA). At this respect, a LECO DH603 hydrogen analyser was used to study the activation energies from the different microstructural traps and also to study the hydrogen egression kinetics at room temperature. Additionally, electrochemical hydrogen permeation tests were also used to determine the apparent hydrogen diffusion coefficient in the studied steel grades. According to the obtained results, the presence of vanadiummolibdenum carbides (strong traps for hydrogen) in the V-added steel grade has significantly improved the fracture toughness and fatigue crack propagation performance when hydrogen is present.