Agrietamientos por corrosión y esfuerzos
El agrietamiento por corrosión y esfuerzos es una falla corrosiva en las que se forman las grietas de un componente bajo la acción combinada de esfuerzos mecánicos y un medio ambiente agresivo.
De todas las formas de ataque localizado, el agrietamiento por corrosión y esfuerzos (SCC) es, con mucho, el más peligroso y difícil de controlar.
En SCC, los esfuerzos y el medio ambiente corrosivo se unen para ocasionar una falla súbita, aunque cualquiera de las condiciones por sí mismas causaría un daño despreciable.
Los requisitos para el agrietamiento por corrosión y esfuerzos son:
1. Una aleación susceptible: esta es una aleación que tiene una historia de fallas por corrosión y esfuerzos. Aceros de alta resistencia, latones y aceros inoxidables austeníticos son ejemplos de aleaciones comunes que presentan corrosión por esfuerzos bajo ciertas condiciones.
2. Un medio ambiente específico: casi siempre son necesarios iones específicos para causar agrietamiento en cada aleación.
En el caso de los aceros inoxidables austeníticos, los iones de cloruro son particularmente efectivos para causar SCC. En los latones, es el ion de amonio el que causa problemas de corrosión por esfuerzos.
3. Una fuente de esfuerzos de tensión: estos pueden ser aplicados o residuales.
Los esfuerzos aplicados resultarán por las cargas que se presentan cuando el componente está en servicio, mientras que los esfuerzos residuales resultan por los procesos de fabricación como el trabajo en frío y un enfriamiento desigual durante los tratamientos de calor.
La presencia de esfuerzos residuales puede producir fallas totalmente inesperadas. Existen casos numerosos donde los componentes se han almacenado en buenas condiciones y cuando se retiran se ha encontrado que están agrietados.
En general las fallas por corrosión y esfuerzos exhiben poca ductilidad y tienen una apariencia macroscópica de falla frágil.
Puede haber grietas múltiples que se originan en la superficie, pero la falla en general resulta por la progresión del crecimiento de una grieta simple en un plano normal a los esfuerzos principales de tensión.
Las grietas pueden ser transgranulares o intergranulares.
En los aceros inoxidables austeníticos, casi siempre las grietas son transgranulares, con frecuencia, pero no siempre, asociadas con un plano cristalográfico específico.
Estas aleaciones también presentan agrietamientos intergranulares en ciertos medios, en especial en soluciones cáusticas y soluciones de cloruro muy oxigenados.
El agrietamiento intergranular es el modo predominante de falla en los aceros inoxidables martensíticos. Sin embargo, se ha observado el agrietamiento transgranular en estas aleaciones cuando se las templa por abajo de 850F (454).
En los aceros de alta resistencia, la trayectoria de la grieta es intergranular. Se piensa generalmente que el agrietamiento por corrosión y esfuerzos en estos materiales se relaciona con un mecanismo de fragilización de hidrógeno como resultado de que se genere hidrógeno en la raíz de la grieta como un producto de corrosión.
La naturaleza ramificada de la grieta también es evidente. Esta ramificación también es característica de los agrietamientos por corrosión y esfuerzos.
El hidrógeno que penetra en el sistema como resultado de la corrosión, la electroplastia o el soldado, puede conducir a una ductilidad baja y en general a un comportamiento frágil.
En los aceros, una de las fuentes principales de la fragilización de hidrógeno es el vapor de agua quereacciona con el metal fundido.
En aceros de muy alta calidad, se remueve el hidrógeno con una desgasificación al vacío antes de la solidificación.
Fuente: Apuntes de Ciencia de materiales de la UNIDEG
