Efeito da concentração de hidrogênio e da velocidade de ensaio na susceptibilidade à fragilização por hidrogênio utilizando ensaios de tração tipo BTD

Abstract

Aços de alta resistência (HSS) são frequentemente utilizados na indústria automobilística por conta de suas propriedades mecânicas elevadas, que resultam na produção de carros mais leves. No entanto, esses aços são susceptíveis a fragilização por hidrogênio, e um estudo mais aprimorado deve ser realizado para avaliar a interação entre o material e o hidrogênio que é inserido durante a fabricação das chapas/peças. Portanto, neste trabalho foi avaliado um aço Dual Phase com limite de resistência a tração de 1198,7 MPa, utilizando ensaios de tração com baixa taxa de deformação (BTD) e corpos de prova fabricados em conformidade com a norma SEP 1970. A influência da velocidade de ensaio e concentração de hidrogênio difusível foi avaliada nos valores obtidos de limite de resistência a tração, limite de ruptura, e deslocamento. Para o carregamento com hidrogênio em valores compatíveis com os encontrados em campo, foi realizado a permeação Ex-situ, utilizando eletrólitos de NaOH e H2SO4, além de realizar ensaios de extração a quente para determinação da quantidade de hidrogênio difusível. O processo de corte por estampagem promoveu a redução das propriedades mecânicas do CP ao ser comparado com um ensaio de tração convencional, além de aumentar expressivamente a perda de repetibilidade. O aumento da concentração de hidrogênio difusível resultou na progressiva deterioração das propriedades mecânicas, enquanto a utilização da velocidade de 0,1 μm/s resultou na redução das propriedades mecânicas ao considerar a mesma condição de carregamento de hidrogênio, quando comparado com a velocidade de 1 μm/s. A velocidade de ensaio e a concentração de hidrogênio difusível foram responsáveis pelo aumento do índice de fragilização por hidrogênio, sendo que na condição mais crítica assumiu o valor de 77,8 % para o limite de resistência a tração. A análise de ANOVA confirmou que a velocidade de ensaio e a concentração de hidrogênio difusível afetaram de forma estatisticamente significativa o limite de resistência a tração, o limite de ruptura e o deslocamento avaliados.