Estudio computacional de los mecanismos de decohesion producidos en una aleacion metalica sometida a fragilizacion por hidrogeno

S. SIMONETTI, G. BRIZUELA, A. JUAN

La Havana

Congreso; VI Congreso cubano de Ingenieria Mecanica y Metal¨²rgica; 2010

nstituto Superior Polit¨¦cnico Jos¨¦ Antonio Echeverr¨ªa

En el presente trabajo se estudia mediante simulacion computacional, la sorcion secuencial de cuatro atomos de hidrogeno en la zona de una vacancia (V) de una aleacion FeNi-¦Ã. La posicion de minima energia para los hidrogenos resulta ser la zona cercana a la vacancia. Los atomos de hidrogenos se localizan alineados a lo largo de la direccion [1¨©2] en el plano (111).  Se analiza la estabilidad de la aglomeracion de los hidrogenos en la aleacion FeNi-¦Ã. Pudo observarse que todos los complejos V-Hn (1 ¡Ý n ¡Ý 4) son energeticamente estables. Sin embargo para n ¡Ý 3, el H prefiere aislarse en lugar de aglomerarse. Los atomos de hidrogeno afectan los estados electronicos de los atomos de Fe y Ni que los rodean causando un reordenamiento de sus densidades electronicas. Como consecuencia, los enlaces metalicos resultan debilitados. El enlace Fe-Fe es el mas afectado, la fuerza de este enlace se reduce en un 60% luego de la sorcion de los hidrogenos. La poblacion de solapamiento (OP) de los enlaces Fe-Ni y Ni-Ni decrece aproximadamente un 33% y un 20% respectivamente, cuando el H esta presente. Consecuentemente, se forman los enlaces Fe-H (OP=0.165) y Ni-H (OP=0.187) donde participan principalmente los orbitales atomicos 4s y 4p de la matriz metalica. En general, se observa una transferencia de carga a los atomos de H desde los atomos de Fe y Ni primeros vecinos. Ademas, pudo observarse la formacion de una interaccion H-H (OP=0.2).  Nuestros resultados evidencian la decohesion de los enlaces metalicos, la cual podria estar relacionada con el mecanismo de fragilizacion por hidrogeno evidenciado experimentalmente en aleaciones de uso industrial.