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Artigo Científico | Fratura | Português | 30/06/2001
Autores: P. E.V. de Miranda, S. P. Oliveira
Palavras-chave: concentração crítica de hidrogênio, crack propagation, fragilização pelo hidrogênio, hydrogen critical concentration, hydrogen embrittlement, hydrogen permeation, hydrogen solubility, permeação do hidrogênio, propagação de trinca, solubilidade do hidrogênio
Resumo: É apresentada uma metodologia para a determinação da concentração crítica de hidrogênio necessária para a propagação de trincas causadas pela fragilização pelo hidrogênio, que faz uso das propriedades físicas obtidas em testes de permeação do hidrogênio. Foi utilizado um aço API P-110 com duas microestruturas (como recebida e laminada 60% a frio) e testado em duas temperaturas (298K e 308K). Os resultados de permeação mostraram que a cinética de permeação é mais rápida e o tempo para atingir o estado estacionário é menor a 308K que a 298K; além disso, o fluxo de hidrogênio também é maior a 308K. Quanto maior a temperatura, maiores são a solubilidade e a difusibilidade do hidrogênio; ao passo que quanto mais aumenta o nível de deformação a frio do aço, maior é a solubilidade e menor a difusibilidade do hidrogênio. A concentração crítica de hidrogênio para fragilização a 298K é igual a 0,4 ppm e a 308K é igual a 1,3 ppm. Observou-se, através de curvas da velocidade de propagação da trinca versus concentração crítica de hidrogênio, que a susceptibilidade à fragilização pelo hidrogênio diminui à medida que a velocidade de propagação da trinca aumenta.
Abstract: This work describes a methodology for the determination of the hydrogen critical concentration for hydrogen embrittlement, which deals with physical properties data obtained from hydrogen permeation tests. API P-110 steel samples with two microstructures (as-received and 60% cold-rolled) were tested at two temperatures (298K and 308K). Hydrogen permeation tests results showed faster permeation kinetics and shorter time-lag-to-steady-state at 308K than at 298K. Hydrogen flux is also greater at 308K. The higher the test temperature, the greater the hydrogen solubility and the hydrogen diffusivity observed. However, the greater the previous cold deformation applied to the steel, the greater the hydrogen solubility and the lower the hydrogen diffusivity measured. The hydrogen critical concentration varies with temperature, so that at 298K it is equal to 0.4 ppm and, at 308K it equals 1.3 ppm. Crack growth velocity versus hydrogen critical concentration curves showed that the greater the crack growth velocity the lower the susceptibility to hydrogen embritlement
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