Sulle variazioni delle proprietà magnetiche e meccaniche causate dall’idrogeno disciolto nel ferro

Riassunto

Si dà un’interpretazione degli effetti meccanici e magnetici dovuti all’idrogeno che si discioglie nel ferro. Si dimostra che, per spiegare i fatti, è necessario ammettere che il gas contenuto nel metallo allo stato atomico tenda a precipitare in molecola biatomica entro cavità ellittiche dell’ordine di grandezza di almeno alcune decine di diametri atomici, determinando nell’interno delle lacune reticolari stesse una forte pressione; questa forte pressione nei materiali duri può produrre la rottura spontanea, nei materiali dolci l’accrescimento delle cavità sino a produrre sulla superficie del metallo delle bollicine, spesso visibili ad occhio nudo e accompagnate da notevole deformazione plastica che determina a sua volta, nei materiali ferromagnetici con permeabilità sufficientemente alta, un aumento del campo coercitivo di saturazione. Si riferisce su alcune esperienze eseguite su ferro caricato con idrogeno a paragone con ferro deformato plasticamente. L’andamento del campo coercitivo di saturazione, misurato a temperatura ambiente, in funzione della temperatura di ricottura è identico nei due casi. Pertanto le ipotesi poste alla base della spiegazione dei fatti su accennati hanno conferma sperimentale. Da considerazioni tratte dalla teoria della precipitazione si stima la distanza media dei centri di precipitazione dell’idrogeno ottenendo valori di circa 2·10⁻³ cm in accordo coi dati sperimentali disponibili.

Summary

An interpretation of variations of mechanical and magnetic properties due to hydrogen in iron is given. The gas contained in the metal in solid solution tends to precipitate as diatomic molecules in elliptical cavities of a length of the order of at least several tens atomic diametres thus giving rise to a strong pressure in the cavities themselves. This pressure can produce delayed breakage in the case of harder metals under an applied stress, and in case of softer materials, the formation of blisters often visible by eye. These blisters are accompanied by rather large plastic slip which, as to magnetic properties, mainly increases the coercitive force. The magnetic properties of hydrogen chargen iron and cold worked specimens of the same material are compared. In both cases the same behavior of coercitive field versus annealing temperature has been found. Therefore the assumptions made receive further evidence. Moreover the average distance among hydrogen precipitation centres in iron is evaluated from the precipitation theory. The values obtained ranging about 2·10⁻³ cm are in agreement with the available experimental data.