Estudio de la estructura electrónica y variación de propiedades mecánicas de hierro metálico y aceros con hidrógeno implantado

Lilián Moro.

2001.

250 h. : ilustraciones ; 39,5 cm. .

Tesis--Universidad Nacional del Sur, 2001.

Resumen: Es esta tesis se estudia la interacción H - Fe en modelos de clusters de estructuras de hierro bcc con dislocaciones de borde y de hélice y en hierro fcc con falla de apilamiento. La energía del sistema y la estructura electrónica se calculó usando el método semiempírico de orbitales moleculares ASED - MO (Superposición Atómica y Deslocalización Electrónica). Estos cálculos se realizaron sobre sistemas en los cuales es difícil de desarrollar estudios experimentales y permiten un mejor entendimiento de los mecanismos de interacción a nivel microscópico. En una primera etapa se modeló la interacción del hidrógeno con dislocaciones de borde y de hélice en hierro bcc, se comparó el comportamiento en ambos casos observando que las de borde actúan como verdaderas trampas para el átomo intersticial. Luego se estudió la estructura electrónica determinando la participáción e cada átomo en los orbitales. Luego se modeló la interacción del hidrógeno con un cluster de hierroy y constituido por 180 átomos conteniendo una falla de apilamiento. Se encontró que el hidrógeno se ubica preferentemente en los sitios octaédricos de la zona de la falla y que cuando se introduce un segundo átomo, éste se ubica próximo al anterior en los sitios octaédricos enfrentados en esta región, lo que hace suponer la formación de pares H - H. Se compara también la estabilidad de estos pares en la matriz de hierro con la molécula de H 2 en el vacío. Se realizó entonces el estudio de la estructura elctrónica por medio de las curvas de densidad de estado estudiando la contribución de cada átomo en el orbital de enlace. En una segunda parte se presenta un estudio experimental del tema. Para su realización se diseñó una celda de carga y se optimizron las condiciones de hidrogenación en aceros ferríticos AISI 430 y 2¼ Cr 1 Mo. Se presenta también un estudio metalográfico realizado con microscopía electrónica de barrido (SEM) analizando la superficie de las probetas ensayadas. Con el objetivo de estudiar la variación de propiedades mecánicas del metal cargado se estudió el comportamiento del acero AISI 430 previamente hidrogenado por medio de ensayos de tracción y de 2¼ Cr 1 Mo por ensayos de creep por torsión. En ambos casos se evidencia la perdida de resistencia del acero y la variación de parámetros característicos como el exponente de tensión y la energía de activación. CALIFICACION DEPARTAMENTO DE GRADUADOS Calificación de la defensa oral: Sobresaliente - 10 (diez) Fecha: 22/06/01

Incluye referencias bibliográficas.