Factorii care monitorizeaza fisurarea [628570]

Factorii care monitorizeaza fisurarea
la rece

1. Preambul .
Situația actuală a problemei hidrogenului în
îmbinările sudate poate fi rezumată astfel :deși în
ultimele decenii au fost publicate peste 1500 de
studii privind această problemă, hidrogenul din
suduri, mai ales în cazul oțelurilor de foarte mare
rezistență continuă să limiteze în mod serios
performanțele structurilor metalice sudate și
împiedică o prognoză cantitativă a comportării
acestora .
În acest context, sunt discutate ultimele cercetări
din domeniul fisurării asistate de hidrogen și

practica industrială privind evaluarea pericolului și
evitarea fisurării la rece a sudurilor . În acest sens,
va fi analizat si estimatorul HD100MD (cantitatea de
hidrogen difuzibil care revine la 100 g de material
depus) .

2. Problema hidrogenului ca factor determinant
al FAH
În literatura de specialitate clasică, de mai multe
decenii, se au în vedere, drept factori determinanți
ai FAH, hidrogenul, susceptibilitatea materialului
din îmbinarea sudată și zona de influență

termomecanică (C, ZIT) față de fisurare (structura
metalografică) și starea locală a tensiunilor
mecanice (câmpul tensiunilor mecanice) .
Pe parcursul timpului a apărut noțiunea de
temperatură critică de fisurare la rece Tc, definită ca
temperatura sub care, în timpul răcirii, se poate
produce FAH. Existența acestei temperaturi,
dependentă de material, are o deosebită importanță
practică, deoarece permite o mare elasticitate a
ansamblului sudare -tratament termic sub aspectul
evitării FAH. Importanța factorului temperatură la

apariția sau nu a FAH, este subliniată și în
lucrarea, putând fi sintetizată după cum urmează .
Fisurarea asistată atât de către hidrogenul
ambiental cât și cel intern, (din metal) este
împiedecată prin scăderea sau creșterea
temperaturii în jurul temperaturii normale a
mediului ambiant . La temperaturi sub o anumită
limită fisurarea nu se produce din cauza difuziei
limitate a H către enclava plastică de la vârful unei
fisuri .
La temperaturi peste o anumită limită, are loc
ieșirea din capcane a hidrogenului aflat în capcane
cu energie de legare mică .

Ne punem întrebarea dacă afirmația de mai sus
sugerează oare că dezactivarea capcanelor
împiedică fisurarea?
Credem că lămurirea aspectelor fundamentale
privind existența unei temperaturi critice, peste
care nu se mai produce FAH, constituie un
interesant subiect pentru cercetări viitoare . Un
rezultat practic al acestor cercetări ar fi găsirea
metodelor, realizabile industrial, prin care această
temperatură critică să fie, de exemplu, mult
coborâtă, astfel încât FAH să nu fie un pericol la
temperatura normală, sau la temperaturile de

preîncălzire uzuale . Și în lucrări mai vechi este
precizat faptul că pentru producerea FAH este
necesar ca temperatura să se găsească în
interiorul unui interval critic, considerat a fi în
intervalul -100 ÷ +200șC.
Date fiind cele de mai sus, se consideră justificată
adăugarea temperaturii la factorii care guvernează
FAH.
Un alt aspect este acela al acțiunii sinergice a
factorilor care guvernează FAH, arătați mai sus.
Cercetările efectuate în domeniu au evidențiat

existența unor interdependențe între acești factori .
Aceasta în sensul că la o structură metalografică
dată, concentrația necesară a hidrogenului pentru
producerea FAH, așa numita concentrație critică
Hcr, nu are o valoare fixă, ci depinde de nivelul și
gradul de triaxialitate al tensiunilor mecanice .
Pe durata parcurgerii ciclului termic la sudare și
eventualul tratament termic conex, toți factorii care
monitorizează FAH (structură, hidrogen, tensiuni
mecanice, temperatură), variază mai mult sau mai
puțin, atât temporal cât și local. În consecință
apare problema timpului și locului, în care, în
acțiunea lor sinergică, factorii monitorizanți ai FAH

ajung într-o combinație critică, care determină
fisurarea . Drept urmare este firesc ca și timpul să
fie considerat un factor care monitorizează FAH.
Este de asemenea de reținut faptul că una dintre
denumirile FAH este fisurarea întârziată, ținîndu -se
seama de faptul că fisurarea se poate produce
după minute, ore sau chiar zile de la terminarea
sudării .
Pe baza luării în considerare a factorilor enumerați
mai sus, este alcătuită Fig. 1, ca o redare
schematică a condițiilor de apariție a FAH, ca
urmare a acțiunii și interacțiunii acestor factori .

Sudare
Modificări de
compoziție chimică Modificări de volum
(Tensiuni, Deformații)
Modificări
structurale

Sudură
Structură
Hidrogen

Tensiuni
deformații

Temperatură Timp
Fisurare (FAH)
NON Fisurare FAH

Figura 1: Factori care monitorizează FAH

În Fig. 1 este evidențiat și faptul că factorii care
monitorizează FAH se intercondiționează reciproc .
Câteva exemple în acest sens sunt următoarele :
a. Distribuția în spațiu și timp a hidrogenului
depinde și de modificările structurale care intervin,
prin intermediul modificării coeficienților de
difuziune pentru hidrogen, a solubilității acestuia și
altele .
b. Existența unor gradienți a tensiunilor mecanice
constituie un motor pentru difuzia hidrogenului
c. Dislocațiile în mișcare (deformații) transportă
hidrogen .

d. Modificările structurale întovărășite de modificări
de volum, determină apariția unor tensiuni
mecanice și deformații
e. Parcurgerea ciclului termic la sudare, în etapa
scăderii temperaturii determină activarea
capcanelor pentru hidrogen . Creșterea ulterioară a
temperaturii (suduri multistrat) poate determina
dezactivarea capcanelor de hidrogen .
f. Modificările de temperatură determină, la
structură dată, modificări ale coeficientului de
difuziune și solubilității hidrogenului în soluție
solidă .
De asemenea existența unui gradient de

temperatură este unul dintre motoarele difuziei .
g. Timpul este un factor determinant al difuziei
hidrogenului și poate de asemenea influența
acțiunea celorlalți factori (variabili în timp) .
h. Granulația structurii influențează procesul de
distribuire a hidrogenului prin difuzia accelerată, de
tip tunel, pe calea straturilor intergranulare .
Concluzia la acest subpunct este că depășirea
aproximației care ia în considerare trei factori
monitorizați ai FAH (structură – hidrogen – tensiuni
mecanice) necesită luarea în considerare și a
factorilor temperatură și timp.
În consecință, schemei clasica va deveni din (fig.
2a) in fig. 2b. [1].

FAH H
S M M
T H
S
t FAH
a. b.
Figura 2: Scheme pentru factori care monitorizează
fisurarea asistată de hidrogen [1]
a – schema clasică; b – schema noua
H – hidrogen, M – structură metalografică, S – solicitări mecanice,
T – temperatură, t – timp

2.1. Procese fundamentale în FAH. Acest gen de
fisurare trebuie să fie privit ca o succesiune a unor
procese care au loc inițial, la scară nanometrică (la
nivelul rețelei cristaline) urmate de procese la
scară micrometrică (la scara grăunților) .
Creșterea eventuală a fisurilor submicroscopice și
microscopice, în mod discontinuu, incumbă
procese la scară milimetrică și în cele din urmă la
scară metrică, dacă există condițiile pentru o
rupere fragilă cu viteză mare de propagare .
Analiza FAH reclamă deci inițial deslușirea
proceselor care au loc la nivelul rețelei cristaline a
soluției solide de hidrogen în metal .

2.1.1. Teorii privind mecanismul FAH. Situația
existentă la nivelul anului 2003 este sintetizată
după cum urmează :
a. Teoria de coeziuni datorate hidrogenului
(Hidrogen Enhanced Decohesion – prescurtat
HEDE) Aceasta susține că hidrogenul se
acumulează în enclava plastică situată la o mică
distanță în fața vârfului fisurii, până la o limită care
depășește solubilitatea corespunzătoare rețelei
cristaline nestresate, cauzând slăbirea legăturilor
coezionale dintre atomi metalului . Acestea ajung
să fie depășite de către tensiunile proprii existente

în zonă, producându -se ruperea legăturii
coezionale , adică un nou germene de fisură .

b. Teoria stimulării prin hidrogen a plasticității
locale (1972 ; Hydrogen Enhauced Local Plasticity
– prescurtat HELP)
Potrivit acesteia, hidrogenul stimulează procesele
de dislocație, concentrând deformarea plastică în
măsură suficientă pentru a rezulta creșterea
subcritică a unei fisuri .

c. Teoria emisiei dislocațiilor promovată prin
adsorbție (2003 ; Adsorbition Induced Dislocation
Emision – prescurtat AIDE) . Conform acesteia,
slăbirea prin hidrogen a legăturilor interatomice
determină intensificarea emiterii de dislocații din
vârful fisurii, unde este adsorbit hidrogenul .
Pe parcursul timpului se pare că s-a conturat un
consens, anume că HEDE este mecanismul de
deteriorare de bază pentru FAH și coroziunea
tensofisurantă accelerată la aliajele de mare
rezistență . (HEAC – hidrogen enhauced
accelerated corosion ).

Se consideră actualmente că HELP și HEDE sunt
două procese interconectate care determină
fragilizarea prin hidrogen .

2.2. Corelarea în cercetare -practică .
Din punctul de vedere urmărit, stabilirea modului în
care rezultatele cercetărilor se reflectă în practica
industrială, trecerea în revistă a teoriilor actuale
privind (FAH), relevă faptul că în toate teoriile se
are în vedere concentrația locală a hidrogenului la
scară nanometrică și micrometrică .

Ori, în practica industrială, prezența hidrogenului,
atunci când se vorbește despre FAH, este luată în
considerare prin intermediul parametrului HD100MD,
adică a volumului de hidrogen difuzibil conținut în
100g de material depus .
Este vorba deci de o valoare medie, raportată la
un macro volum de material, justificabilă dacă
hidrogenul ar fi uniform obținut în zona
submicroscopică și microscopică în care se
produce FAH.

În general FAH poate avea atât un caracter
transcristalin cât și intercristalin . Primul caz,
aparent mai rar poate fi asociat de pildă și cu
transportul accelerabil al hidrogenului prin
dislocațiile în mișcare apărute cu prilejul unei
deformări plastice .
Restrângându -se la cazul aparent mai frecvent al
germinării și propagării intergranulare a FAH, în
privința discuției locale neuniforme a hidrogenului
la diferite scări, sunt de reținut mai multe cauze .
Ele sunt prezentate în cele ce urmează, într-o
ordine care nu corespunde neapărat cu importanța
pe care le-o atribuie autorul .

a. Efectul straturilor intergranulare
Prin caracteristicile lor cu totul particulare și diferite
de cele ale rețelei cristaline din corpul găurilor,
aceste straturi, cu toate că au o grosime foarte
mică, de ordinul de mărime a unui nanometru,
joacă un rol foarte important în FAH. Aceasta atât
prin influențarea distribuției în timp și spațiu a
hidrogenului cât și prin câmpurile de tensiuni
mecanice pe care le generează .
Necesitatea de a lua în considerare difuzia
accelerată prin straturile intergranulare este

subliniată și deoarece la temperaturi joase, în
metale și aliaje această difuziune poate deveni
dominantă .
Efectul este și mai puternic în cazul particular al
zonelor de contact între trei grăunți alăturați care
au orientări cristalografice diferite . (așa numitul
punct triplu) .
Pe lângă suprafețele libere și liniile de dislocații,
straturile intergranulare se numără între așa
numitele căi de mare difuzibilitate .

In metale, diferența dintre coeficientul de difuzie în
stratul intergranular Dgb și cel din rețeaua cristalină
D, este de 4 până la 6 ordine de mărime și că
această diferență crește odată cu mișcarea
temperaturii . Efectul difuziei prin aceste straturi
este atât de mare încât, în cazul metodelor uzuale
de determinare a coeficientului de difuziune, care
nu țin seama de efectul acestor straturi, valorile
determinate nu corespund difuziei prin rețea ci
sunt mai mari decât aceasta din urmă,
reprezentând de fapt o medie ponderată între D și
Dgb.

Este evident că cele semnalate mai sus au o
importanță majoră în FAH, prin influențarea
concentrației locale a H , la scară
submicroscopică .
Un alt aspect demn de semnalat este acela legat
de cazul particular al zonelor de contact între trei
grăunți adiacenți, cu orientări cristalografice diferite
(punctul triplu) în care coeficientul de difuzie este
și mai mare decât în straturile intergranulare dintre
doi grăunți .

În privința straturilor intergranulare trebuie avut în
vedere și faptul că aceste straturi constituie
totodată și capcane pentru hidrogen . Aceasta
înseamnă că în situația când ele sunt active,
capcanarea hidrogenului reduce fluxul de difuzie,
adică micșorează coeficientul de difuzie .
O mare influență asupra difuziei accelerate prin
straturile intergranulare o au și procesele de
segregare accentuată a unor impurități către
aceste straturi, coeficientul de difuziune a H în
aceste straturi poate fi mărit sau micșorat prin
asemenea impurități în concentrație foarte mică .

Această influen ță poate fi o explica ție posibilă pentru
diferen țele mari între valorile raportate în literatură
de specialitate, pentru coeficientul de difuziune în
straturile intergranulare .
Difuzia accelerată, preferen țială prin straturile
intergranulare a fost pusă în eviden ță și prin unele
metode experimentale .
În esență acestea se bazează pe impresionarea
unor pelicule sensibile la acțiunea hidrogenului și
observarea la microscop a acestor pelicule sau
filme .

S-a recurs la utilizarea unui izotop radioactiv de
hidrogen (tritium) care în locurile de acumulare
impresionează un film sensibil la radiații sau se
folosește de reacția chimică pe care o produce
hidrogenul într-o peliculă conținând bronură de
argint .
Vizualizarea, la scară microscopică, a hidrogenului
absorbit pe o suprafață liberă, a fost posibilă prin
reținerea bulelor de hidrogen în picătura de ulei de
cedru, interpusă între lentila unui obiectiv
metalografic cu imersie și suprafața cercetată .

În unele lucrări este evidențiată existența în
straturile intergranulare a unor căi de difuziune
rapidă în raport cu difuzia prin câmpul grăunților .
Este de asemenea de remarcat faptul că în cazul
oțelului prelucrat termomecanic studiat, locurile de
difuzie rapidă a hidrogenului și de capcanare a
acestuia sunt straturile intergranulare și interfețele
ferită -carburi, atât în cazul materialului de bază cu
structură fină feritică cât și în ZIT-ul care are o
microstructură bainitică .

O demonstrare directă a rolului major pe care-l
poate dobândi fluxul de hidrogen prin straturile
intergranulare arată că drept consecință a valorii
mari a coeficientului de difuzie prin straturile
intergranulare , la temperatura normală, în cazul
unui Ni nanocristalin , transferul de H are loc în
mod predominant prin straturile intergranulare .
După un tratament termic de recoacere care are
drept rezultat o creștere importantă a grăunților,
cea mai mare parte a transferului de H are loc prin
corpul grăunților .

Recurgând la o modelare matematică a difuziei
hidrogenului într-un corp policristalin, chiar și fără
luarea în considerare a efectului gradienților de
tensiuni mecanice, se ajunge la rezultatul că în
straturile intergranulare , cu precădere în punctul
triplu, concentrația locală a hidrogenului
dobândește valori maxime .
Se consideră că ar fi necesară o particularizare a
acestor abordări pentru condițiile particulare ale
difuziei hidrogenului la sudare .

În concluzie la acest subpunct (a) se reține faptul
că fluxul de hidrogen care se propagă pe cale
intergranulară este comparabil ca mărime cu cel
propagat prin corpul grăunților . Importanța sa
relativă crește odată cu micșorarea granulației și
cu creșterea raportului dintre coeficienții de difuzie
în strat și în corp.
Este deci necesară luarea în considerare și a
difuziei prin straturile intergranulare atunci când se
analizează condițiile de apariție a FAH.
De asemenea, faptul că viteza de difuziune a H în
stratul intergranular poate fi mult micșorată prin

anumite impurități puternic segregate în multe
materiale metalice, deschide o eventuală cale a
ingineriei straturilor intergranulare vizând
realizarea unor oțeluri cu rezistență mărită față de
FAH.
b. Variația coeficientului de difuziune a
hidrogenului în zona influențată termomecanic prin
sudare (ZIT) . Problema este complicată datorită
faptului că se suprapune atât o variație în raport cu
timpul pe durata parcurgerii ciclului termic la
sudare (transformări structurale iar la structura
dată micșorarea temperaturii) cât și o variație

locală, datorate variației condițiilor de austenitizare
din ZIT.
Toate aceste modificări ale coeficientului de difuzie
influențează distribuția locală și temporală a
hidrogenului si deci și FAH.
În cele ce urmează ne restrângem la evidențierea
variației locale din ZIT, în stadiul final, adică după
răcirea sudurii până la temperatura de preîncălzire
sau temperatura mediului ambiant .
Această situație, relativ simplă, nu se potrivește cu
procesele ce au loc iar în timpul și imediat după
sudare, ci mai mult în condițiile existente cu prilejul

unui tratament termic de dehidrogenare post
sudare .
Permite însă, într-o primă aproximație, sesizarea
unui alt aspect mai puțin urmărit în literatura de
specialitate .
Pe de altă parte este de avut în vedere faptul că
FAH se produce numai după răcire sub
temperatura critică de fisurare la rece (orientativ
100 – 200 șC), iar FAH are un caracter întârziat,
adică se poate produce la ore sau chiar zeci de
ore după încheierea operației de sudare, adică
după ce sudura a ajuns la temperatura mediului

ambiant . Adică din punctul de vedere al FAH este
important și traseul de difuziune al hidrogenului
care are loc la temperatura camerei .
Se poate recurge la figura 3 care redă variația
coeficientului de difuziune a hidrogenului (DH), în
funcție de valoarea maximă a temperaturii atinse
la sudare (TM) pentru diferite valori ale timpului de
răcire t815. Diagrama este alcătuită pe baza datelor
numerice, corespunzătoare unui oțel slab aliat,
micro aliat cu N și V, susceptibil spre FAH.

Figura 3: Coeficienți de difuzie pentru H în ZIT, pe baza
datelor numerice 60
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
1100 1200 1300 1400 30
20
10
TM t8/5 (s)
(șC) DH
[cm2/s]
DH x 10-7

Se constată că odată cu creșterea temperaturii de
austenitizare (TM) se înregistrează o mișcare a lui
DH și că această scădere este atât mai mare cu
cât timpul de răcire t8/5 este mai mic. De exemplu
pentru t8/5 = 10 s, creșterea lui TM în intervalul
1050 ÷1350 șC determină o micșorare de cca 3 ori
a lui DH.
Un efect similar este evidențiat și recurgând la
epruvete din oțel carbon, cu diferite tratamente
termice, experimentat s-a găsit că în materialul
supraîncălzit, din cauza creșterii granulației, deci a
micșorării ponderii straturilor intergranulare ,

ponderea fluxului de H prin straturile
intergranulare , în raport cu fluxul prin corpul
părților este mai mic decât în materialul normalizat .
De asemenea micșorarea lui t815 între valorile
60÷10s, pentru TH = 1350 șC, determină o
micșorare de cca 3,6 ori a lui DH.
Referindu -se la ZIT, aceasta înseamnă că
valoarea coeficientului de difuzie în subzona de
supraîncălzire este mai mică decât în subzona de
normalizare și că această diferență semnificativă
este cu atât mai mare cu cât viteza de răcire este
mai mare (t8/5 mai mic). Acest lucru favorizează

reținerea hidrogenului difuzibil în zonele apropiate
de gama de trecere (linia de fuziune) .
Acceptând ipoteza simplificatoare, justificată
calitativ, că aceste diferențe între valorile lui DH se
păstrează și în domeniul temperaturilor înalte,
rezultă că și datele din Figura 3 susțin ideea
acumulării hidrogenului în subzona de
supraîncălzire și că acest efect este patentat prin
creșterea vitezei de răcire iar acumularea
hidrogenului favorizează FAH.

Pentru aprecierea cantitativă a efectului discutat
mai sus, se arată că pentru aceeași oțel,
coeficientul de difuzie a hidrogenului la 20șC, în
metalul de bază, are, valoarea 11·10-7 cm2/s, adică
este de cca 5,5 ori mai mare decât cea mai mică
valoarea măsurată pentru linia de supraîncălzire
din ZIT, cam 2·10-7 cm2/s, conform Figurii 3.
Din punctul de vedere al efectului unui eventual
tratament termic de dehidrogenare uzura fâșiei de
supraîncălzire din ZIT-ul corespunzător valorilor t8/5
= 10s și Tµ = 1300 șC, se arată că în raport cu
valoarea existentă la 20 șC, încălzirea la 100,

respectiv 250 șC, determină o mărire a
coeficientului de difuzie de cca 34 respectiv 133
ori. Aceste cifre evidențiază eficacitatea
tratamentului termic de dehidrogenare aplicat post
sudare . De asemenea și eficacitatea efectului de
autotratament termic de dehidrogenare existent în
cazul sudării în mai multe straturi/rânduri, sau a
sudării cu preîncălzire .
În subsidiar se amintește faptul că din punctul de
vedere al FAH, preîncălzirea are nu numai efectul
favorabil al măririi lui t815, ci și pe acela de
dehidrogenării .

Și alte lucrări scot în evidență diferențe existente
între coeficienții de difuziune din ZIT și materialul
de bază (MB) . Referitor la un oțel prelucrat termo –
mecanic, se arată că MB, are o mai mare valoare
a coeficientului de difuziune efectiv, în raport cu
ZIT.
c. Coeficientul de difuzie a H în îmbinarea sudată .
Rezervorul de H este îmbinarea sudată . Din acest
rezervor o parte scapă în atmosferă, prin difuzie
către suprafața îmbinării sudate, ceea ce are un
aspect favorabil din punctul de vedere al evitării
FAH.

O altă parte, tot prin difuzie, se îndreaptă către
zona de legătură și ZIT, devenind promotorul FAH
în ZIT.
În unele cazuri particulare, ca de pildă la sudarea
oțelurilor procesate termomecanic recurgând la
materiale de adaos cu o zestre de aliere mult mai
mare decât a materialului de bază, hidrogenul din
îmbinare este capabil să producă o fisurare a
sudurii .
Din acest motiv pentru problemele legate de FAH,
prezintă interes și valoarea coeficientului de difuzie
a H din îmbinarea sudată .

În general, compoziția chimică a îmbinării sudate
nu este identică cu a materialului de bază . Dar
extrem de important este faptul că structura
îmbinării sudate (structură de solidificare a unui
lichid mult supraîncălzit) este mult diferită de a
ZIT-ului și a materialului de bază . Aceasta fără a
mai vorbi de existența în îmbinarea sudată a
microzonelor influențate termic, la sudarea
multistrat .
Drept urmare este firesc ca și coeficientul de
difuzie a H în sudură să fie diferit de acela din ZIT
și materialul de bază .

De exemplu la sudarea autogenă cu jet de plasmă
a unui oțel feritic , se arată că la o temperatură de
600șC, coeficientul de difuzie a H este în
îmbinarea sudată, de circa zece ori mai mare
decât în metalul de bază și de trei ori mai mare
decât în ZIT.
Ne găsim deci în situația în care zona de legătură,
ce este în contact îmbinarea sudată, având o
valoare relativ mare a coeficientului de difuziune,
cu ZIT-ul, să aibe un coeficient de difuzie mai mic.

Acest fapt favorizează reținerea hidrogenului care
vine dinspre îmbinarea sudată în subzona de
supraîncălzire a ZIT-ului, adică acolo unde este
favorizată FAN.
d. Varia ția temperaturii puntelor martensitice (Ms, Mf)
în diferitele subzone ale unui aceluia și ZIT. În lucrările
de specialitate mai vechi s-a considerat mult timp că
aceste temperaturi, la un material dat, nu depind de
viteza de răcire sau de condi țiile în care se realizează
austenitizarea (temperatură, durată de menținere) .

Actualmente se consideră că la un material dat, în
condițiile sudării, aceste temperaturi (MS, MR) sunt
cu atât mai mici cu cât sunt mai mari temperatura
de austenitizare (temperatura maximă a ciclului
termic parcurs la sudare) și vitezele de răcire, după
sudare .
De pildă în [34], pentru un oțel inoxidabil
martensitic , creșterea temperaturii de austenitizare
în intervalul 900 ÷ 1200 șC, dacă viteza de răcire
este 100 șC/s, se înregistrează o scădere a lui Ms
de la 330 șC la 240 șC, adică o micșorare
semnificativă cu 90 șC. La o viteză de răcire mult
mai mică (0,5 șC/s), pentru aceleași două

temperaturi de austenitizare , scăderea este
350-300=50 șC.
Analizând influența pe care o are modificarea
temperaturilor Ms și Mf în ZIT, se poate ajunge la
următoarea concluzie : Variația temperaturilor Ms și
Mf are drept consecință o mărire a decalajului în
timp între începutul transformării martensitice din
fâșia de normalizare, respectiv de supraîncălzire a
ZIT-ului. Acesta favorizează acumularea
hidrogenului difuzibil în apropierea zonei de
legătură (linia de fuziune), implicit posibilitatea de
fisurare la rece.

e. Tensiuni proprii . Printre motoarele difuziei
hidrogenului în metale, gradientul de concentrație,
gradientul de temperatură și gradientul de potențial
electric, se numără și gradientul tensiunilor
mecanice . Sub efectul acestui ultim motor, se
produce o migrație a hidrogenului către zonele în
care se manifestă cele mai mari tensiuni mecanice
triaxiale de întindere .
O îmbinare sudată este sediul unor importante
tensiuni și deformații elastice și chiar plastice, cu
caracter tranzitoriu (variabile în cazul operației de
sudare și a răcirii ulterioare) și remanente .

Din punctul de vedere urmărit, anume acela al
neuniformității distribuției hidrogenului la scară
microscopică și submicroscopică, se are în
vedere următorul fapt de bază .
Într-un grup de grăunți alăturați, cu orientări
cristalografice diferite, care trebuie să se
deformeze în ansamblu, atunci când este supus
unei solicitări mecanice, în straturile
intergranulare apar vârfuri mari ale tensiunii, care
culminează în cazul zonelor de intersecție a trei
grăunți (punctul triplu) .

Drept urmare sub influența gradientului de
tensiuni mecanice, hidrogenul migrează către
asemenea zone, unde apar acumulări de
hidrogen . Acest fapt contribuie la favorizarea FAH.
Fenomenul a fost analizat în diverse lucrări din
literatura de specialitate, în cele ce urmează
arătându -se unele rezultate .
Straturile intergranulare triple sunt considerate ca
defecte structurale generatoare de concentratori
de tensiuni mecanice care provoacă segregarea
hidrogenului . Sunt date relații analitice pentru
câmpul de concentrații ale hidrogenului atomic în

vecinătatea unor asemenea straturi . Se arată că
dacă în urma procesului de segregare concentrația
H depășește limita de solubilitate, la temperatura
scăzută în anumite metode, ca de pildă Zr, se pot
forma faze de hidrați . Modificările de volum pe care
le incumbă aceste reacții chimice, produc noi
tensiuni mecanice care pot genera microfisuri .
Alti autori consideră că hidrogenul din rețeaua
cristalină este redistribuit sub influența tensiunilor
mecanice . Aceste tensiuni promovează includerea
unor noi capcane reversibile, care dispar după
anularea tensiunii . Lucruri similare apar lângă

vârful unei fisuri, în zona de câțiva microni a
tensiunilor triaxiale maxime către care difuzează
hidrogenul și atinge concentrații maxime .
Se atrage de asemenea atenția asupra faptului că
în absența unei fisuri sau a unui alt concentrator,
tensiunile care există în fața unei concentrări de
dislocații, provoacă o acumulare de hidrogen în
acel loc.
f. Austenita reziduală . Marea zestre de aliere a
materialelor de adaos utilizate la sudarea unor
oțeluri aliate de foarte mare rezistență, a unor
oțeluri tratate termomecanic, și altele, face ca în

unele cazuri sudura să conțină și o anumită
cantitate de austenită reziduală . Aceasta, în
comparație cu matricea de bază, are o solubilitate
pentru hidrogen mult mai mare, și un coeficient de
difuziune a hidrogenului substanțial mai mic.
Aceasta face ca și dacă este prezentă în cantitate
procentuală relativ mică, să poată influența
distribuția a hidrogenului, adică condițiile de apariție
a FAH.
În alte lucrări formațiunile de austenită reziduală din
sudură sunt considerate ca fiind capcane pentru
hidrogen .

Totodată se subliniază faptul că existența austenitei
reziduale duce la subestimarea volumului rămas al
hidrogenului difuzibil, așa cum acesta este
determinat prin metoda standardizată . În
consecință, metodele uzuale de stabilire a
condițiilor de sudare sigure din punctul de vedere
al FAH, devin prea optimiste .
De asemenea [unele lucrari atrag atenția asupra
faptului că reținerea hidrogenului în austenita
reziduală are drept efect reducerea cantității de
hidrogen disponibilă pentru FAH.

Fiind o capcană reversibilă, modificarea unor
condiții, ca de pildă temperatura sau transformarea
austenitei reziduale într-un alt constituent,
transformă această formațiune într-o sursă
punctuală de hidrogen, în măsură să modifice
concentrația locală a hidrogenului, deci și condițiile
de producere a FAH.
În mod asemănător trebuie primit rolul de rezervor
pentru hidrogen și a altor capcane reversibile .

2.3. Concluzii : În toate teoriile actuale privind rolul
hidrogenului în FAH, se are în vedere
concentrarea acestuia la scară submicroscopică .
Spre deosebire de aceasta, indicatorul utilizat în
practica industrială pentru luarea în considerare
hidrogenul și anume HD100gMD (prescurtat HDMD)
(volumul de hidrogen difuzibil din 100 g material
depus) se referă numai la o concentrație medie
macroscopică . Adică la o concentrație fictivă care
ar exista numai dacă hidrogenul ar fi uniform
distribuit în toată masa sudurii .
Ori, după cum s-a arătat mai sus (punctele a ÷ f)
din multe cauze, hidrogenul poate fi foarte

neuniform distribuit, atât în sudură cât și în ZIT,
zonă de interes major, în majoritatea cazurilor, din
punctul de vedere al FAH.
În consecință, pentru a ști dacă indicatorul HDMD
este potrivit pentru evaluarea pericolului de FAH,
este necesară stabilirea, analitică și experimentală,
a corelației dintre HDMD și valoarea locală maximă,
la nivel microscopic, a concentrației hidrogenului în
locurile predilecte de apariție a fisurilor (HMF).
În principiu sunt luate în considerare două cazuri
posibile .
Un prim caz, fericit din punctul de vedere al practici
industriale actuale, ar fi acela în care între HDMD și

HMF ar exista o corelație strânsă, de exemplu o
relație liniară .
În acest caz, pornind de la o valoare critică a lui
HMF, la care se produce fisurarea, de la caz la caz
s-ar putea calcula valoarea practică, maximă
admisibilă, a lui HDMD .
Un al doilea caz posibil este acela în care există o
corelație slabă sau limitată unde HDM și HMF. Într-o
o asemenea situație importanța practică a
indicatorului HDM poate să scadă chiar foarte mult.
Va apărea deci necesitatea de a găsi un alt
parametru în loc de HDM.

Vă mulțumesc !!!