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Fisuración por corrosión bajo tensión (SCC)

Un tipo de corrosión especialmente peligrosa de la corrosión es la fisuración por corrosión bajo tensión, stress corrosion cracking (SCC) en inglés o Spannungsriβkorrosion (SRK) en alemán. Aparece súbitamente como una fractura frágil del componente, aunque normalmente en la zona de fractura no se pueda apreciar corrosión superficial. La SCC sólo puede tener lugar cuando se cumplan estas tres condiciones:

  • El material debe tener una determinada composición.
  • La superficie del componente debe estar bajo tensión (ya sea por trabajo externo de la pieza o tensiones internas).
  • El material debe estar sometido a un tipo determinado de ataque

La SCC acostumbra a afectar las aleaciones compuestas a partir de diferentes elementos de carácter noble, aunque a la práctica solo afecta de forma mayoritaria las aleaciones cobre-zinc (latones) .

La sensibilidad hacia la SCC disminuye en función del contenido en cobre del material. Componentes fabricados a partir de cobre desoxidado mediante fósforo ( Cu-DHP ) la SCC aparece en contadas ocasiones.

La SCC solo se ve activada en presencia de amoníaco o derivados de tipo amoniacal en presencia de oxigeno y humedad. En casos poco frecuentes también se pueden observar defectos por óxido nitroso o dióxido de azufre. Lamentablemente aun con sólo trazas de amoníaco se puede activar la reacción , y incluso los recubrimientos protectores sólo retrasan la aparición de ésta. Un material sometido a elevadas tensiones estructurales siempre será más susceptible a éste tipo de corrosión, así que normalmente se le aplica un tratamiento térmico (revenido, recocido relajador de tensiones) al material para prevenir tales casos.

Las temperaturas empleadas en estos tratamientos están por debajo de la temperatura de recristalización, por lo que tras éstos, sólo hay una muy ligera variación en los valores de las respectivas propiedades mecánicas.

La norma establece que con el aumento del grado de deformación la tendencia a sufrir de SCC aumenta, pero ésto solo vale para las deformaciones de grado pequeño o medio. En casos de deformación elevada o extrema, esta corrosión tiene menos impacto. Un ejemplo serian los tubos extruidos en grado extremo, que soportan el estar sometidos a un medio amoniacal sin acusar corrosión. Las tensiones internas están tan repartidas y son tan omnipresentes, que ningún elemento se muestra más vulnerable al ataque que otro.

Vista grande Fisuración por corrosión bajo tensión (Ejemplo del aspecto externo)
Vista grande Fisuración por corrosión bajo tensión (Morfología de fisura en la microestructura)

La fisura muestra, tanto en la microestructura como externamente, una morfología característica. La fisura sigue un perfil irregular y parcialmente ramificado. A partir de la imagen microestructural se puede observar un latón α con una fisura provocada por SCC, dónde los granos situados alrededor de la fisura no muestran ningún tipo de deformación . La fisura misma transcurre entre los granos, aunque puede atravesar ocasionalmente algún grano. Si la estructura estuviera compuesta de fases (α + β) las fisuras atravesarían transversalmente los cristales fase β. Normalmente es difícil distinguir la diferencia entre éste tipo de corrosión y una intercristalina solamente con la imagen de la microestructura.

Es de interés comentar que en los procesos de soldadura blanda , y bajo circunstancias también en la soldadura dura, donde el material de aporte se puede difundir en los límites de grano, provocando tensiones internas que pueden llevar a fractura. Éste fenómeno se denomina fragilización por soldadura. Las aleaciones sensibles a ésta fragilización son mayoritariamente las cobre-zinc.

Vista grande Prueba de detección para la SCC. Copas fisuradas tras ser sometidas a una disolución de nitrato de mercurio (izquierda) y a una de tetraminato de cobre (derecha).

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