Numerical reinterpretation of hydrogen permeation tests with residual stresses and consequences in crack modelling

Resumen

La fragilización por hidrógeno implica diferentes mecanismos físicos entorno a la punta de grieta y requiere un esfuerzo de modelización para predecir las condiciones críticas de agrietamiento inducido por hidrógeno. La caracterización experimental de las trampas de hidrógeno muestra aún limitaciones en la interpretación de parámetros, especialmente de densidades y energías de trampas. La permeación electroquímica es uno de los métodos más habituales para obtener dichos parámetros y ha sido extensamente utilizada para evaluar la relación entre deformación plástica y densidad de trampas. No obstante, incluso en probetas laminadas se suele despreciar la presencia de tensiones residuales. Esta hipótesis es reconsiderada en un análisis de elementos finitos en el que se reproduce un ensayo de permeación, introduciendo las distribuciones de tensiones residuales como condiciones iniciales. La forma de estas distribuciones y su gradiente provocan una desviación en la estrategia analítica de mapeado para ajustar de manera inequívoca densidades de trampas y energías de atrapamiento. Los resultados indican que los valores ajustados mediante un mapeado analítico sin considerar tensiones residuales no pueden ser usados para reproducir de manera realista las concentraciones de hidrógeno en punta de grieta.