Hidrojen Gevrekliği Nedir?
Hidrojen gevrekleşmesi , gaz halinde veya atomik bir hidrojenin sızmasından dolayı, kalıplanmış bir metal veya alaşımın gerilme kuvvetinde bir uzlaşmaya değinen bir mühendislik terimidir. Kısacası, metali işgal eden hidrojen molekülleri, materyali kırılgan hale getirecek ve çatlamaya eğilimli olacak şekilde reaksiyona girer. Açıkçası, hidrojen gevrekliği köprüler, gökdelenler, uçaklar, gemiler, vb. Karada, havada ve denizde meydana gelen birçok mekanik felaket.
İşlem, bir metal elektro kaplama gibi belirli üretim işlemlerinden geçerken ortaya çıkabilecek hidrojene maruz kalma ile başlar. Başarılı kaplama, metalin krom tabakaları kabul etmeden önce asit banyosu ile hazırlanmasına dayanır. "Dekapaj" ve kaplama işlemi sırasında kullanılan elektrik, su moleküllerinin pozitif yüklü hidrojen iyonlarına ve negatif yüklü hidroksit anyonlarına parçalandığı hidroliz adı verilen bir reaksiyon başlatır.
Hidrojen ayrıca paslanma gibi aşındırıcı reaksiyonların bir yan ürünüdür. Hidrojen ayrışması, yanlış şekilde uygulanırsa, önlenmesi için alınan önlemlerle de tetiklenebilir. Örneğin, hidrojen gevrekleşmesi bazen malzemenin hidrojene açık bileşenlerini değiştirerek kaplanmış metalin korozyon direncini arttırmaya yönelik katodik korumaya atfedilebilir. Bu, metalin kendisinden daha düşük bir korozyon potansiyeline sahip olan metalik anotların “fedakarlığına” neden olmak için karşıt bir akım getirerek gerçekleştirilir. Aslında, malzeme polarize olur.
Bununla birlikte, bir kez hidrojen mevcut olduğunda, tek atomlar metal boyunca dağılmaya başlar ve mikro yapısında minik alanlarda birikmeye başlar, burada hidrojen molekülleri oluşturmak için yeniden toplanırlar. Şimdi kapana kısılmış olan emilen hidrojen bir kaçış aramaya başlar. Bunu, hidrojenin metal yüzeyini kıran kabarcıklarda ortaya çıkmasına izin veren iç basınç oluşturarak yapar. Bu işlemi gidermek için, metalin, kaplanmış hidrojenin, çatlak veya gerilme noktaları oluşturmadan kaplama tabakalarından kaçmasına izin vermek için, elektrolizle kaplamadan sonra bir saat veya daha kısa sürede pişirilmesi gerekir.
Hidrojen çoğu metalleri istila etse de, bazı metallerin ve alaşımların, manyetik çelik, titanyum ve nikel gibi hidrojen gevrekliğine daha duyarlı oldukları bilinmektedir. Buna karşılık, bakır, alüminyum ve paslanmaz çelik en az etkilenir. Bununla birlikte, yüksek ısı veya basınç altında hidrojene maruz kalması durumunda çelik ve oksijen içeren bakır gevrekleşmeye maruz kalabilir. Sırasıyla, bu malzemeler, hidratlanmış moleküller ile karbon veya bakır oksitler arasındaki reaksiyonların ürettiği hidrojen saldırısından veya buhar gevrekleşmesinden etkilenir.