Appendice A
Relazione tra diffusività dell’Idrogeno negli acciai e modalità di
esecuzione delle prove di permeazione
Nel corso di questa tesi sono state condotte prove di permeazione su campioni sottoposti a decapaggio acido nella cella di Devanathan. Durante la fase di preparazione dell’apparato sperimentale è stato possibile usare questa procedura per ottenere dati di diffusività di acciai esposti durante le prove ad alte concentrazioni di idrogeno sulla superficie. Ossia il processo di decapaggio acido effettuato sugli acciai comporta che la prova di permeazione sia effettuata in condizioni di forte idrogenazione rispetto alle procedure standard.
Gli acciai sono infatti suddivisibili in due grandi classi dal punto di vista dell’intrappolamento dell’idrogeno, legate proprio alla preponderante presenza di microvuoti (acciai da stampaggio al solo C [31]) o di dislocazioni ed atomi di soluto (acciai Intersitional Free al Ti [32]). Proprio l’avvento di questi ultimi ha rimesso in discussione tutte le modalità di prova della resistenza dell’acciaio al difetto in quanto le modalità delle prove stesse (permeazionio elettrochimiche di vario tipo) non sono risultate più applicabili come per gli acciai al solo C [33]. Sono qui riportati i risultati ottenuti dalle permeazioni elettrochimiche in ambiente acido (decapaggio effettuato con diverse concentrazioni di HCl e a T=80°C) su due diversi tipi di acciaio: un IF al Ti (dislocazioni) e un acciaio al carbonio (microvuoti).
C0 (atm/cm3) Deff (cm2/sec) TL (sec)
Acciaio al C (MICROVUOTI) spessore d=1.2mm
3.142 *1018 7.68 *10-6 312.6 4.372 *1018 7.3 *10-6 328.37 5.367 *1018 6.82 *10-6 351.8 1.361 *1018 2.64 *10-6 90.74 1.835 *1019 9.5 *10-7 252.73 2.262 *1019 1.45 *10-6 165.34 132 Appendice A
7.435 *1018 8.99 *10-6 266.76
6.545 *1018 8.35 *10-6 287.43
Acciaio IF (DISLOCAZIONI) spessore d=0.7mm
2.52 *1018 2.06 *10-6 310 2.52 *1018 2 *10-6 390 4.65 *1018 4.05 *10-6 201 4.81 *1018 3.76 *10-6 218 5.65 *1018 6.78 *10-6 120 9.01 *1018 1.08 *10-5 75 1.18 *1019 7.4 *10-6 109 9.01 *1018 7 *10-6 116
I dati sono riportati nei grafici seguenti, dove abbiamo l’andamento delle diffusività effettive dei due acciai in funzione della concentrazione di idrogeno con cui viene eseguita la prova.
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Figura 1 Andamento delle diffusività effettive dell’idrogeno per due acciai con sistemi di intrappolamento differenti in funzione delle condizioni di idrogenazione.
Dall’esame emerge chiaramente come la scelta delle modalità di prova, cioè dell’attività dell’idrogeno sulla superficie dell’acciaio , possano portare in un caso (microvuoti) a sottostimare la diffusività per modeste modalità di idrogenazione e a sovrastimare la diffusività stessa nell’altro caso (dislocazioni) per forti idrogenazioni.
Queste considerazioni non inficiano a priori la validità delle prove di permeazione; il vero problema è piuttosto legato all’interpretazione dei risultati delle prove stesse in termini di trapping dell’idrogeno. Questo è il motivo per cui i codici numerici in grado di computare e valutare i parametri di intrappolamento del materiale devono essere in grado di prescindere dalle modalità di idrogenazione, come è stato ampiamente documentato nella letteratura internazionale[34].
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