Approach for the simulation of hydrogen diffusion in cold-worked high-strength multiphase steels in combination with experimental procedure

Titel in Übersetzung: Ansatz zur Simulation der Wasserstoffdiffusion in höchstfesten kaltumgeformten Mehrphasenstählen in Kombination mit experimenteller Versuchsdurchführung

Clemens Bergmann

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDiplomarbeit

Abstract

Kaltumgeformte, höchstfeste Mehrphasenstähle stellen ein Leichtbaupotential für Automobile dar, welches derzeit wegen deren Anfälligkeit für Wasserstoffversprödung ab Zugfestigkeiten von 1000 MPa noch nicht ausgenutzt werden kann. Wasserstoff kann bei der Produktentstehung zum einen beim Stahlhersteller (elektrolytische Bandbeschichtung), beim Automobilproduzenten (Schweißen, Vorbehandlung und kathodische Tauchlackierung) und auch während des Lebenszyklus (Korrosion) eingebracht werden und so zur verzögerten Rissbildung führen. Um den Einsatz dieser Materialien dennoch zu ermöglichen, soll im Rahmen des EU-geförderten Projektes MultiHy (www.multihy.eu) ein Simulationsmodell entwickelt werden, um das Risiko für Wasserstoff induzierten, verzögerten Sprödbruch in den jeweiligen Automobilkomponenten abschätzen zu können. Als erster Schritt wurde dazu in dieser Arbeit ein Wasserstoffversprödungstestverfahren für Probekörper entwickelt, welches die parallele Simulation der spannungsinduzierten Wasserstoffdiffusion in selbigen erlaubt. Dabei wurden die standardisierten Wasserstoffversprödungstests mit Bügelproben, Lochzugproben und Kerbzugproben für diesen Zweck modifiziert, simuliert und deren Eignung für das MultiHy Project evaluiert. Bei dieser Pionierarbeit wurde ein sehr gut reproduzierbares Verfahren entwickelt, bei dem mit Wasserstoff beladene Kerbzugproben unter konstanter Last geprüft werden, um die Wasserstoffversprödungsneigung des jeweiligen Stahls zu evaluieren. Die auftretenden Spannungen und die dadurch hervorgerufene Wasserstoffdiffusion wurden in ABAQUS simuliert. Abschließend wurde das entwickelte Verfahren erfolgreich für die Evaluierung erster, neuer Legierungskonzepte aus dem MultiHy Projekt angewendet.
Titel in ÜbersetzungAnsatz zur Simulation der Wasserstoffdiffusion in höchstfesten kaltumgeformten Mehrphasenstählen in Kombination mit experimenteller Versuchsdurchführung
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Clemens, Helmut, Betreuer (intern)
  • Veith, Sebastian, Mitbetreuer (extern), Externe Person
Datum der Bewilligung13 Dez. 2013
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2013

Bibliographische Notiz

gesperrt bis 16-08-2018

Schlagwörter

  • Wasserstoffversprödung
  • Wasserstoffversprödungstestverfahren
  • kaltumgeformte höchstfeste Mehrphasenstähle
  • Wasserstoffdiffusionssimulation

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