Fragilización por hidrógeno del acero inoxidable dúplex 2205: influencia de la microestructura en el proceso de daño

• L.B. Peral ^[1] ; A. Díaz ^[2] ; R. Rodríguez-Aparicio ^[2] ; V. Arniella ^[2] ; M. Bueno ^[1] ; J.M. Alegre ^[2] ; I.I. Cuesta ^[2]
  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] Departamento de Ingeniería Civil. Escuela Politécnica Superior. Avda. de Cantabria s/n. Campus Vena, 09006, Burgos
• Localización: Revista española de mecánica de la fractura, ISSN-e 2792-4246, Nº. 12, 2026, págs. 39-44
• Idioma: español
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• Resumen
  • español

    El acero inoxidable dúplex 2205 se utiliza ampliamente en la industria petroquímica debido a su elevada resistencia mecánica, buena soldabilidad y excelente resistencia a la corrosión. Sin embargo, este material es sensible a la fragilización por hidrógeno, lo que ha limitado su uso en aplicaciones de almacenamiento de hidrógeno gaseoso. Por ello, es necesario comprender con mayor profundidad la interacción que tiene lugar entre el hidrógeno y la microestructura del acero. En este estudio, se ha evaluado la susceptibilidad a la fragilización por hidrógeno del acero dúplex 2205 mediante ensayos mecánicos realizados en un reactor de hidrógeno a alta presión. El análisis se ha llevado a cabo mediante ensayos de tracción in-situ a baja velocidad de deformación (ASTM G142). Se han empleado probetas lisas y entalladas, que se han ensayado bajo presiones de 70 y 140 bar. El daño inducido por el hidrógeno a nivel mecánico se ha correlacionado con la cinética de difusión y atrapamiento de hidrógeno, estudiada mediante ensayos de desorción térmica y permeación electroquímica. Los resultados muestran un fuerte grado de fragilización, especialmente, bajo una presión de 140 bar, donde se han apreciado fuertes descohesiones entre las intercaras austeno/ferríticas, como consecuencia del efecto del hidrógeno.

  • English

    Duplex stainless steel 2205 is widely used in the petrochemical industry due to its high mechanical strength, good weldability, and excellent corrosion resistance. However, this material is susceptible to hydrogen embrittlement, which has limited its use in hydrogen gas storage applications. Therefore, a deeper understanding of the interaction between hydrogen and the steel microstructure is required. In this study, the susceptibility of duplex 2205 steel to hydrogen embrittlement was evaluated through mechanical testing carried out in a high-pressure hydrogen reactor. The analysis was performed using in-situ slow strain rate tensile tests (ASTM G142). Both smooth and notched specimens were tested under pressures of 70 and 140 bar. The hydrogen-induced mechanical damage was correlated with hydrogen diffusion and trapping kinetics, studied by means of thermal desorption analysis (TDA) and electrochemical permeation tests. The results show a high degree of embrittlement, particularly at a pressure of 140 bar, where significant decohesion at the austenite/ferrite interfaces was observed as a consequence of hydrogen effects.