⚡ Puntos clave
- Qué es: el acero de alta resistencia absorbe átomos de hidrógeno y después falla bajo una tensión de tracción sostenida, una fractura diferida que se produce entre horas y semanas después del montaje.
- Umbral de riesgo: una resistencia a la tracción ≥1000 MPa (aproximadamente clase 10.9 y superiores) o una dureza ≥320 HV exigen control de la fragilización por hidrógeno.
- Tres fuentes: decapado ácido, galvanoplastia (zinc o zinc-níquel) y fosfatado.
- Ensayo normalizado: GB/T 3098.17-2000, el ensayo de carga previa con caras de apoyo paralelas: 200 horas sin fractura.
- Prevención: recocido en las 4 horas siguientes al recubrimiento, a 190–220°C durante 4–8 horas.
- Procesos alternativos: Dacromet, Geomet y zincado mecánico, ninguno de los cuales recurre a la electrólisis.
1. Por qué la fragilización por hidrógeno es tan peligrosa
2. De dónde viene el hidrógeno
3. El ensayo de verificación GB/T 3098.17
4. Prevención y control
5. Preguntas frecuentes de selección
1. Por qué la fragilización por hidrógeno es tan peligrosa
La fragilización por hidrógeno (HF) es una fractura diferida: el tornillo está perfectamente tras el montaje y falla de forma súbita bajo carga estática entre unas horas y unas semanas después, sin deformación plástica visible.
Rasgos típicos:
- Una superficie de fractura plana y cristalina (fallo intergranular);
- Se produce bajo tensión de tracción: la tensión de compresión no la provoca;
- Cuanto más duro es el acero, más sensible es: por debajo de 1000 MPa rara vez ocurre, por encima de 1200 MPa el riesgo sube con fuerza.
2. De dónde viene el hidrógeno
| Proceso | Riesgo | Por qué |
|---|---|---|
| Decapado ácido | Alto | El ácido reacciona con el hierro y libera átomos de hidrógeno que difunden hacia el acero |
| Zincado / zinc-níquel | Alto | El hidrógeno se desprende en el cátodo durante la electrólisis |
| Fosfatado | Medio | Ataque ácido más hidrógeno de reacción |
| Soldadura / corte por llama | Medio | La humedad se disocia y libera hidrógeno |
| Dacromet / Geomet | Bajo | Inmersión-centrifugado más curado, sin electrólisis |
3. El ensayo de verificación GB/T 3098.17
Norma: GB/T 3098.17-2000 / ISO 15330, propiedades mecánicas de los elementos de fijación: ensayo de carga previa para la fragilización por hidrógeno con caras de apoyo paralelas.
Método:
- Se monta la probeta en un útil específico y se aplica la carga de prueba (carga previa hasta el 80 % del límite elástico);
- Se mantiene con caras de apoyo paralelas durante 200 horas;
- Se inspecciona la fractura a intervalos;
- Se libera la carga tras 200 horas y se comprueba si hay fisuras.
Criterio de aceptación: sin fractura en 200 horas y, tras liberar la carga, la rosca debe girar libremente sin fisuras visibles.
4. Prevención y control
4.1 Recocido posterior al recubrimiento
- Al horno en las 4 horas siguientes a la galvanoplastia;
- 190–220°C durante 4–8 horas, ajustado a la dureza;
- Cuanto más dura es la pieza, más largo es el recocido.
4.2 Sustitución de procesos
- Para piezas de alta resistencia es preferible el Dacromet o el Geomet: sin electrólisis, sin hidrógeno;
- Los inoxidables A2-70 y A4-80 son intrínsecamente menos sensibles;
- Evite los decapados prolongados en ácido fuerte.
4.3 En la fase de diseño
- Utilice clase 8.8 donde no se necesite clase 10.9;
- Evite los cambios bruscos de sección en la rosca;
- Evite volver a recubrir: cada ciclo de retrabajo reintroduce hidrógeno.
5. Preguntas frecuentes de selección
P: ¿Necesita recocido un tornillo zincado clase 8.8? En general no (dureza inferior a 320 HV), pero las piezas de seguridad del automóvil deberían recocerse igualmente.
P: ¿Está realmente libre de hidrógeno el Dacromet? El recubrimiento en sí no implica electrólisis, pero el pretratamiento sigue usando un decapado corto, así que el recocido sigue siendo aconsejable.
P: ¿Cómo se comprueban tornillos ya en servicio? Los ensayos no destructivos no la detectan; solo un ensayo por lotes da una respuesta.
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