Difusividad, atrapamiento y fragilización por hidrógeno en un acero C-MN de alta resistencia: influencia de las intercaras ferrita/cementita

• M. Bueno ^[1] ; D.R. Galán-Rivera ^{[1] [2]} ; I. Fernández-Pariente ^[1] ; L.B. Peral ^[1]
  1. [1] Departamento de Ciencia de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica. Escuela Politécnica de Ingeniería de Gijón. C/Wifredo Ricart s/n. Edifico de Energía. Campus de Gijón, 33203, Gijón
  2. [2] ArcelorMittal España, S.A., Asturias, España
• Localización: Revista española de mecánica de la fractura, ISSN-e 2792-4246, Nº. 12, 2026, págs. 9-14
• Idioma: español
• Enlaces
  • Texto Completo Ejemplar
• Resumen
  • español

    El transporte ferroviario se presenta como alternativa para reducir las emisiones de CO₂, gracias a su menor impacto ambiental. No obstante, los componentes de las infraestructuras ferroviarias están sometidos a elevadas tensiones durante su servicio, exigiendo el empleo de aceros de alta resistencia para garantizar su seguridad y durabilidad. A este respecto, los aceros C-Mn perlíticos se han utilizado ampliamente. Sin embargo, estos materiales son susceptibles a la fragilización por hidrógeno, puesto que pueden contener hidrógeno interno del propio proceso de fabricación que, combinado con altas tensiones y una microestructura susceptible, puede dar lugar a fallos prematuros. En este estudio, se evalúa el efecto del hidrógeno en un acero perlítico. Se ha analizado la interacción entre el hidrógeno y la microestructura, para determinar el coeficiente de difusión aparente y la energía de activación de las trampas. Se han realizado ensayos de tracción in-situ a baja velocidad de deformación (6·10-6 s-1) en un medio salino, bajo distintas densidades de corriente de generación de hidrógeno: -0,1, -0,5 y -1 mA/cm². Los resultados muestran un descenso de las propiedades mecánicas del acero, lo que se explica en virtud de los mecanismos de descohesión (HEDE) inducidos por el hidrógeno

  • English

    Rail transport is considered an alternative for reducing CO₂ emissions due to its lower environmental impact. However, railway infrastructure components are subjected to high stresses during service, requiring the use of high-strength steels to ensure their safety and durability. In this regard, pearlitic C–Mn steels have been widely used. Nevertheless, these materials are susceptible to hydrogen embrittlement, as they may contain internal hydrogen from the manufacturing process which, combined with high stresses and a susceptible microstructure, can lead to premature failures. In this study, the effect of hydrogen on a pearlitic steel is evaluated. The interaction between hydrogen and the microstructure has been analysed in order to determine the apparent diffusion coefficient and the activation energy of trapping sites. In-situ slow strain rate tensile tests (6·10⁻⁶ s⁻¹) were carried out in a saline environment under different hydrogen generation current densities: −0.1, −0.5, and −1 mA/cm². The results show a decrease in the mechanical properties of the steel, which is explained by hydrogen-induced decohesion mechanisms (HEDE).