Un equipo de investigación de la Universidad Estatal de Arizona ha publicado nuevas ideas sobre el agrietamiento intergranular por corrosión bajo tensión SCC, una causa ambiental de falla prematura en estructuras de ingeniería, incluidos puentes, aviones y plantas de generación de energía nuclear.
La investigación, Desacoplando el papel del estrés y la corrosión en el craqueo intergranular de aleaciones nobles, publicado hoy en Materiales de la naturaleza aborda la suposición de que el SCC intergranular es el resultado de la presencia simultánea de una tensión de tensión y corrosión, y demuestra que las funciones de tensión y corrosión pueden desacoplarse o pueden actuar de forma independiente.
"El hallazgo es la culminación de aproximadamente 30 años de trabajo en este tipo de problema de corrosión bajo tensión", dijo el investigador principal Karl Sieradzki, profesor de ciencia e ingeniería de materiales en ASU. "Ahora tenemos una visión de cómo las nuevas aleaciones puedenestar diseñado para evitar esta forma de falla por tensión inducida por corrosión "
Cuando los metales se exponen a sales que contienen agua, la resistencia del metal puede verse gravemente comprometida y provocar fallas inesperadas. Un ejemplo de falla de SCC es la tubería de gasolina Kinder Morgan 2003 en Tucson, AZ.
El paradigma convencional para comprender las condiciones de SCC es la presencia simultánea de un nivel suficiente de tensión de tensión, un ambiente corrosivo y un material susceptible.
La investigación desafía este punto de vista e ilustra que la presencia simultánea de estrés y un ambiente corrosivo no es un requisito para SCC, y que puede ocurrir si la corrosión ocurre primero y el material está sujeto a estrés posteriormente.
Además de Sieradzki, los autores del artículo incluyen a Nilesh Badwe, Xiying Chen, Erin Karasz y Ariana Tse de ASU y Daniel Schreiber, Matthew Olszta, Nicole Overman y Stephen Bruemmer del Pacific Northwest National Laboratory. La investigación fue apoyada por los EE. UU.Departamento de Energía.
El equipo examinó el comportamiento de un modelo de laboratorio de aleación de plata y oro, que imita el comportamiento a la corrosión de aleaciones de ingeniería importantes, como los aceros inoxidables y las aleaciones a base de níquel utilizadas en centrales nucleares.
La corrosión en estas aleaciones de ingeniería, como en el modelo de aleación de plata y oro, da como resultado la formación de agujeros de tamaño nanométrico dentro de la capa corroída. Según Sieradzki, el parámetro clave que determina la aparición de SCC rápido es la adhesión entre los corroídoscapa y la aleación no corroída.Utilizando las técnicas de escala atómica de microscopía electrónica de alta resolución y tomografía por sonda atómica, junto con caracterizaciones estadísticas, el equipo determinó que el requisito aparente de la presencia simultánea de estrés y corrosión existe debido al tiempocambios de morfología que afectan la adhesión.
Mientras se mantenga una adhesión adecuada entre las capas, una grieta que comienza con la capa corroída puede penetrar en la aleación no corroída. Esto significa que puede haber un componente mecánico significativo para el agrietamiento por corrosión bajo tensión que no puede identificarse mediante ninguna medición decorrosión. El resultado es que una medición de corrosión puede subestimar la tasa de SCC por factores multiplicativos de 10 o más.
"En las plantas nucleares, el mantenimiento de SCC y el cierre de plantas se basan en la experiencia previa con reactores de diseño similar", explicó Sieradzki. "Si bien no estamos construyendo nuevas plantas nucleares en los EE. UU., Estos hallazgos deberían desencadenar la búsqueda de corrosión nuevaaleaciones resistentes que se pueden usar para piezas de repuesto en plantas existentes y en otras aplicaciones estructurales importantes ".
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Materiales proporcionados por Universidad Estatal de Arizona . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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