Existem vários fatores que geram hidrogênio. Na maioria dos casos de falha de fragilização por hidrogênio em fixadores, o maior número de fatores vem dos processos de decapagem e galvanoplastia subsequentes na produção. A ocorrência de fixadores falhando devido à fragilização por hidrogênio é relativamente rara em fixadores não galvanizados.
Antes da galvanoplastia, os fixadores precisam de uma superfície ativa, portanto, a limpeza química é necessária. O processo de limpeza normalmente envolve o uso de solução alcalina para desengorduramento, seguido por decapagem ácida para remover a incrustação de óxido e a ferrugem formada durante o tratamento térmico. A decapagem ácida deposita uma grande quantidade de átomos de hidrogênio (H) nascentes na superfície dos fixadores. O tempo imerso na solução ácida deve depender da condição da superfície das peças, e o tempo de imersão deve ser minimizado, usando inibidores. Alguns átomos de hidrogênio se unem e formam moléculas H2, que aparecem como bolhas na solução ácida. Alguns átomos de hidrogênio nascentes são absorvidos pelo material de aço. A quantidade total de hidrogênio que os fixadores podem absorver é influenciada pelo tempo de decapagem e pela natureza química da solução ácida.
A próxima etapa é a galvanoplastia, durante a qual elementos metálicos de proteção (como Zn,Ni ou Cr) estão em estado iônico e depositados nos fixadores por meio da reação catódica no eletrólito. Além disso, o processo gera hidrogênio que pode ser absorvido pelos fixadores.
。 Figura 3: Galvanoplastia
O hidrogênio é disperso em fixadores de aço em forma atômica (H). Os átomos de hidrogênio absorvidos pelo material de aço são altamente ativos e podem se difundir extensivamente dentro do material fixador. Internamente, os átomos de hidrogênio tendem a se separar em áreas de alta tensão de tração e, com o tempo, a concentração de hidrogênio nessa área aumenta gradualmente. Se dois átomos adjacentes se recombinam para formar moléculas de hidrogênio (H2) com um defeito, a tensão necessária para deslocá-los aumenta e a molécula de hidrogênio fica firmemente enraizada lá.
Como mencionado anteriormente, fraturas causadas por fragilização por hidrogênio ocorrem em estruturas intergranulares. Internamente, o hidrogênio tende a ser distribuído nos limites dos grãos, inclusões, fraturas e outros defeitos nos fixadores. Com o tempo, o hidrogênio aumenta gradualmente nessas áreas dos fixadores por meio da difusão.
Quanto maior a concentração de hidrogênio, menor o estresse crítico para falha e, quanto menor a concentração de hidrogênio, maior o estresse crítico para falha. Os átomos de hidrogênio livres se difundem a defeitos de superfície, inclusões, fraturas e outras áreas de alta tensão de tração nos fixadores, resultando em diminuição da resistência nessas áreas. Quando a concentração de hidrogênio e a tensão total atingem o ponto crítico, ocorrem fraturas e esse processo continua até que os fixadores falhem. As rachaduras iniciais normalmente ocorrem dentro dos grãos e depois se desenvolvem até os limites dos grãos. A partir daí, as rachaduras se propagam ao longo dos limites dos grãos até que os fixadores se fraturem.
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