Pregunta: Desde hace algunos meses, nos enfrentamos a una serie de reclamaciones a las que no encontramos explicación. Para un buen cliente, procesamos piezas muy diferentes fabricadas con metales y aleaciones igualmente diversos. Una serie de artículos es de acero inoxidable, por lo que también recibimos diferentes aleaciones. Éstas simplemente se someten a un pretratamiento químico para conseguir una superficie limpia. Otras piezas, de acero dulce ordinario, son galvanizadas por nosotros. El cliente suelda los dos metales. El problema es que, tarde o temprano, aparecen grietas en el acero inoxidable. El cliente afirma que se debe al galvanizado o al pretratamiento químico. Nosotros, en cambio, opinamos que se debe a defectos del material, ya que no tenemos constancia de ningún defecto de este tipo y las investigaciones exhaustivas de nuestros procesos no han dado ningún resultado. Como el cliente amenaza ahora con entregar todo lo que recubrimos para él a otras empresas de galvanoplastia, pero no tenemos ninguna pista sobre cuál puede ser el problema, necesitamos ayuda urgentemente.
Respuesta: En general, no suele ser buena idea unir metales con potenciales diferentes, ya que en algún momento puede producirse corrosión por contacto [1].
Corrosión por contacto
Para que se produzca corrosión por contacto deben darse las siguientes condiciones
- Diferencia de potencial entre los metales en contacto
- Contacto eléctrico entre los metales
- un electrolito debe mojar ambos metales
- al menos uno de los materiales debe estar en estado activo
Si la diferencia de potencial es inferior a 50 mV, normalmente pueden despreciarse los efectos galvánicos. Sin embargo, los potenciales de electrodo de interés no resultan de los potenciales normales de los elementos calculados teóricamente. Dado que esta serie de tensiones se refiere a soluciones de iones metálicos 1 molar a pH = 0, que no están presentes en los procesos de corrosión reales, en la práctica suele haber desviaciones considerables con respecto a estos potenciales. El alcance de los daños que pueden producirse en condiciones de corrosión por contacto no depende de la diferencia de potencial entre los metales contactados, sino de la corriente de corrosión real que fluye cuando los metales se cortocircuitan. Esta corriente viene determinada, por un lado, por los efectos de polarización en el ánodo o cátodo local, pero también por la relación de superficie entre el metal más electronegativo y el más electropositivo. Si la superficie del ánodo es pequeña en comparación con la del cátodo, la reacción catódica suele determinar la disolución del metal en el ánodo, es decir, se impone una densidad de corriente de corrosión muy alta en el ánodo, lo que da lugar a un elevado efecto de eliminación o profundidad. Los efectos superficiales mencionados también se ponen de manifiesto con los metales revestidos, en los que las relaciones superficiales mencionadas también tienen un efecto sobre los bordes cortados, los agujeros o los defectos de las capas y pueden dar lugar a un aumento de la disolución de las superficies del ánodo o a la denominada protección remota. En este último caso, se protegen catódicamente pequeñas zonas anódicas. Sin embargo, esto requiere una buena conductividad del electrolito. Al soldar diferentes tipos de materiales, es importante asegurarse de que un ánodo grande se contrapone a un cátodo lo más pequeño posible. La corrosión por contacto puede evitarse a menudo mediante revestimientos o recubrimientos comunes. Un método consiste en aplicar un metal de sacrificio. Se trata de un metal que es aún menos noble que el componente anódico en comparación con ambos materiales del emparejamiento metálico. Si no se puede descartar la corrosión por contacto con las medidas mencionadas, los componentes anódicos deben estar al menos sobredimensionados (tolerancia a la corrosión) o ser fácilmente sustituibles, pero las pequeñas superficies anódicas nunca deben estar situadas frente a grandes superficies catódicas. Aunque la construcción se recubra posteriormente, es muy posible, dependiendo del entorno, que el problema de la corrosión por contacto se haya retrasado pero no eliminado. Aunque esto no tiene nada que ver con las grietas, puede indicar errores iniciales en la selección de materiales.
Grietas por corrosión bajo tensión
Lo que usted describe como un defecto indica agrietamiento por corrosión bajo tensión. Esto puede ocurrir no sólo en los metales [2]. En el agrietamiento por corrosión bajo tensión, las grietas se producen de forma transcristalina, es decir, a través de los cristalitos, o intercristalina, es decir, entre los cristalitos a lo largo de los límites de grano. Los requisitos previos para que se produzcan daños causados por el agrietamiento por corrosión bajo tensión son el efecto simultáneo de tensiones mecánicas de tracción (tensiones normales positivas) y un medio corrosivo específico. La propagación de la grieta se produce perpendicularmente al esfuerzo de tracción. Se sabe que el defecto que describe se produce principalmente en aceros austeníticos al cromo-níquel soldados a aceros galvanizados en caliente. Estos aceros al cromo-níquel no deben entrar en contacto con zinc metálico, por ejemplo, con revestimientos de zinc o recubrimientos de polvo de zinc, durante el calentamiento o la soldadura. En el punto de soldadura, el zinc se difunde intergranularmente en el acero y desencadena grietas intergranulares por corrosión bajo tensión en las zonas sometidas a esfuerzos de tracción por las tensiones térmicas. Al igual que el zinc, el indio, el litio, el cadmio, el antimonio y el cobre, en estado fundido puro o en aleaciones, también provocan grietas intercristalinas por corrosión bajo tensión en aceros sensibles. Mientras que en los fundidos de plomo puro no se producen daños por debajo de 800 °C, pequeñas cantidades de zinc, antimonio o cobre desencadenan grietas por tensión incluso por debajo de 450 °C [3]. Lo complicado de las grietas por corrosión bajo tensión es que se producen espontáneamente en el exterior y, por tanto, no se ven venir. En nuestra opinión, no se trata de un defecto del material ni del galvanizado, sino de un defecto de diseño. Debería hablar de ello con su cliente y elaborar con él una solución mejor que evite también el riesgo de corrosión por contacto.
Bibliografía
[1] Curso en línea "Fundamentos de la corrosión ": https://www.galvanotechnik-for-you.de/uebersicht-kurse/grundlagen-der-korrosion/
[2] Artículo "Acuadome reventado: ¿fue el agrietamiento por corrosión bajo tensión la causa?" Galvanotechnik 02/2023 https://www.leuze-verlag.de/fachzeitschriften/galvanotechnik/item/6117-geplatzter-aquadom-war-spannungsrisskorrosion-die-ursache
[3] Prof. Dr Karl-Helmut Tostmann - Protección contra la corrosión en teoría y práctica; 1ª edición 2017; Eugen G. Leuze Verlag GmbH & Co. KG Bad Saulgau
