Perché gli acciai ad alto contenuto di carbonio si rompono facilmente? Parte 2

2022-06-28

Dai risultati del test di polarizzazione della tensione dinamica, maggiore è il contenuto di carbonio del campione, più è incline alla reazione di riduzione catodica (reazione di generazione di idrogeno) e alla reazione di dissoluzione anodica in ambiente acido. Rispetto alla matrice circostante con bassa sovratensione di idrogeno, il carburo agisce come un catodo con una frazione di volume maggiore.

Secondo i risultati del test elettrochimico di permeazione dell'idrogeno, maggiore è il contenuto di carbonio e la frazione volumetrica di carburi nel campione, minore è il coefficiente di diffusione degli atomi di idrogeno e maggiore è la solubilità. All’aumentare del contenuto di carbonio diminuisce anche la resistenza all’infragilimento da idrogeno.

Le prove di trazione a velocità di deformazione lenta hanno confermato che maggiore è il contenuto di carbonio, minore è la resistenza alla tensocorrosione. Proporzionalmente alla frazione volumetrica dei carburi, all'aumentare della reazione di riduzione dell'idrogeno e della quantità di idrogeno iniettata nel campione, si verificherà la reazione di dissoluzione anodica e anche la formazione della zona di scorrimento verrà accelerata.


Quando il contenuto di carbonio aumenta, i carburi precipiteranno all'interno dell'acciaio. Sotto l'azione della reazione di corrosione elettrochimica, aumenterà la possibilità di infragilimento da idrogeno. Per garantire che l'acciaio abbia un'eccellente resistenza alla corrosione e all'infragilimento da idrogeno, la precipitazione del carburo e il controllo della frazione volumetrica sono metodi di controllo efficaci.

L'applicazione dell'acciaio nei ricambi auto è soggetta ad alcune limitazioni, anche a causa della significativa diminuzione della resistenza all'infragilimento da idrogeno, causato dalla corrosione acquosa. Infatti, questa suscettibilità all'infragilimento da idrogeno è strettamente correlata al contenuto di carbonio, con la precipitazione di carburi di ferro (Fe2.4C/Fe3C) in condizioni di bassa sovratensione dell'idrogeno.

Generalmente, per la reazione di corrosione localizzata sulla superficie causata dal fenomeno della tensocorrosione o dal fenomeno dell'infragilimento da idrogeno, lo stress residuo viene rimosso mediante trattamento termico e l'efficienza della trappola dell'idrogeno viene aumentata. Non è facile sviluppare acciaio automobilistico ultra-resistente con un’eccellente resistenza alla corrosione e resistenza all’infragilimento da idrogeno.

All’aumentare del contenuto di carbonio, aumenta la velocità di riduzione dell’idrogeno, mentre la velocità di diffusione dell’idrogeno diminuisce in modo significativo. La chiave per utilizzare acciaio a medio o alto tenore di carbonio come parti o alberi di trasmissione è controllare efficacemente i componenti in carburo nella microstruttura.