Corrosión bajo tensión
El agrietamiento por corrosión bajo tensión ( SCC ) es el crecimiento de la formación de grietas en un ambiente corrosivo . Puede conducir a fallas inesperadas y repentinas de aleaciones metálicas normalmente dúctiles sujetas a un esfuerzo de tracción , especialmente a temperatura elevada. SCC es químicamente altamente específico en el sentido de que es probable que ciertas aleaciones experimenten SCC solo cuando se exponen a una pequeña cantidad de entornos químicos. El ambiente químico que causa SCC para una aleación dada es a menudo uno que es solo levemente corrosivoal metal Por lo tanto, las piezas de metal con SCC severo pueden aparecer brillantes y relucientes, mientras se rellenan con grietas microscópicas. Este factor hace que sea común que SCC pase desapercibido antes de fallar. El SCC a menudo progresa rápidamente y es más común entre las aleaciones que entre los metales puros. El entorno específico tiene una importancia crucial, y solo se necesitan concentraciones muy pequeñas de ciertos productos químicos altamente activos para producir un agrietamiento catastrófico, que a menudo conduce a fallas devastadoras e inesperadas. [1]
Las tensiones pueden ser el resultado de las cargas en grietas debidas a la concentración de tensiones , o pueden ser causadas por el tipo de ensamblaje o las tensiones residuales de la fabricación (p. ej., trabajo en frío); las tensiones residuales pueden aliviarse mediante recocido u otros tratamientos superficiales.
SCC es el resultado de una combinación de tres factores: un material susceptible, exposición a un ambiente corrosivo y esfuerzos de tracción por encima de un umbral. Si se elimina cualquiera de estos factores, la iniciación de SCC se vuelve imposible.
Con la posible excepción de este último, que es un ejemplo especial de fisuración por hidrógeno , todos los demás muestran el fenómeno de crecimiento subcrítico de fisuración , es decir, pequeños defectos superficiales se propagan (normalmente sin problemas) en condiciones en las que la mecánica de fractura predice que no debería producirse la rotura. Es decir, en presencia de un corrosivo, las grietas se desarrollan y se propagan muy por debajo del factor de intensidad de tensión crítico ( ). El valor subcrítico de la intensidad de la tensión, designado como , puede ser inferior al 1 % de .
Un proceso similar ( fisuración por tensión ambiental ) ocurre en los polímeros , cuando los productos se exponen a solventes específicos o químicos agresivos como ácidos y álcalis . Al igual que con los metales, el ataque se limita a polímeros específicos y productos químicos particulares. Así , el policarbonato es sensible al ataque de los álcalis, pero no de los ácidos. Por otro lado, los poliésteres se degradan fácilmente con los ácidos y el SCC es un mecanismo probable de falla . Los polímeros son susceptibles al agrietamiento por estrés ambiental donde los agentes atacantes no degradan necesariamente los materiales químicamente.Nylones sensible a la degradación por ácidos, un proceso conocido como hidrólisis , y las molduras de nailon se agrietan cuando son atacadas por ácidos fuertes.
Por ejemplo, la superficie de fractura de un conector de combustible mostró el crecimiento progresivo de la grieta desde el ataque del ácido (Ch) hasta la cúspide final (C) del polímero. En este caso la falla fue causada por la hidrólisis del polímero por contacto con el ácido sulfúrico que se escapaba de la batería de un automóvil . La reacción de degradación es la inversa de la reacción de síntesis del polímero:
