RESISTENZA ALLA PROPAGAZIONE DELLA CRICCA DI FATICA IN UN ACCIAIO INOSSIDABILE 22 Cr 5 Ni IN CONDIZIONI DI CARICAMENTO DA IDROGENO F. Iacoviello, V. Di Cocco Università di Cassino, Di.M.S.A.T., via G. di Biasio 43, 03043 Cassino (FR) Gli acciai inossidabili austeno-ferritici (duplex) sono utilizzati in numerose applicazioni nel settore chimico, petrolchimico, nucleare, alimentare, grazie alla loro buona resistenza meccanica ed elevata resistenza alla corrosione sia generalizzata che localizzata. Essi sono però suscettibili di infragilimento da idrogeno. In questo lavoro è stata caratterizzata la resistenza di un acciaio inossidabile austeno-ferritico 22 Cr 5 Ni alla propagazione della cricca di fatica, confrontando il comportamento in aria (mediante prove effettuate secondo la normativa ASTM E647, con una frequenza di sollecitazione pari a 30 Hz) con quello in condizioni di caricamento da idrogeno. Le prove di propagazione della cricca di fatica in condizioni di caricamento da idrogeno sono state effettuate in una soluzione 0,5 M H 2 SO 4 + 0,01 M KSCN, applicando di un potenziale pari a -900 mV/ECS, ed utilizzando delle condizioni di sollecitazione simili a quelle considerate per le prove effettuate in aria, con l’eccezione della frequenza di applicazione della sollecitazione che, in questo caso, è stata scelta pari ad 1 Hz (tre differenti rapporti di carico, R = 0,1; 0,5; 0,75). L’analisi al microscopio elettronico a scansione (SEM) delle superfici di frattura ha permesso di identificare l’infleunza dell’idrogeno sui principali micromeccanismi di avanzamento della cricca. INTRODUZIONE Gli acciai inossidabili austeno-ferritici (duplex) sono utilizzati con notevole successo per applicazioni nel campo chimico, petrolchimico, nucleare, alimentare, grazie alle loro buone proprietà meccaniche ed alla loro eccellente resistenza alla corrosione sia generalizzata che localizzata [1-3]. Questi acciai sono caratterizzati dalla precipitazione di numerose fasi intermetalliche, carburi, nitruri, con una cinetica che dipende dalla composizione chimica, con una conseguente diminuzione della tenacità, a volte anche notevole. Ciò è dovuto a fenomeni di precipitazione che avvengono nei grani ferritici ed in corrispondenza dei bordi grano ferrite-austenite [4-8]. Tali acciai sono inoltre caratterizzati da una evidente suscettibilità all’infragilimento da idrogeno in numerosi ambienti [9-11]. Nel caso di soluzioni acquose, i meccanismi di corrosione implicano l’esistenza di reazioni catodiche ed il possibile adsorbimento di idrogeno sulla superficie [12] secondo le reazioni: H + + e - + M↔ MH ads (ambiente acido) H 2 O + e - + M↔ MH ads + OH - (ambiente alcalino) L’idrogeno adsorbito può a sua volta: • essere absorbito secondo la reazione: MH ads ↔ MH abs • ricombinarsi in forma molecolare secondo la: MH ads + MH ads ↔ H 2 + 2M • essere rilasciato secondo la reazione: MH ads + H + + e - ↔ H 2 + M