Hydrogen Trapping in Iron and Iron-Based Alloys

Titel in Übersetzung: Wasserstofffallen in Eisen und eisenbasierten Legierungen

Wolfgang Siegl

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

380 Downloads (Pure)

Abstract

Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung des Verhaltens von Wasserstoff in Reineisen und eisenbasierten Werkstoffen sowie der Beeinflussung dieses Verhaltens durch die Mikro-struktur. Versetzungen, Korngrenzen und Ausscheidungen können als Wasserstofffallen im Material wirken, speichern Wasserstoff und verlangsamen die Wasserstoffdiffusion. Eine Reihe von unterschiedlich behandelten Eisenmaterialien und Eisenlegierungen mit verschiedenen Arten und Dichten von Wasserstofffallen wurden analysiert. Elektrochemische Permeationsversuche wurden durchgeführt, um die Diffusivität von Wasserstoff zu ermitteln, und thermische Desorptionsspektrometrie wurde zur exakten Bestimmung der vorhandenen Fallen im Material sowie deren Bindungsenergien für Wasserstoff eingesetzt. Die Ergebnisse zeigen, dass Fallen durch mechanische Verformung des Materials erzeugt werden können, dabei bewirken stärkere Verformungsgrade größere Fallendichten. Die Erholung des Metallgitters durch entsprechende Wärmebehandlung führt zum Ausheilen von Gitterfehlern und verringert die Fallenkonzentration. Aktivierungsenergien von Versetzungen, Korngrenzen und Martensitphasengrenzen liegen im Bereich von 27 bis 37 kJ mol^(-1), stärkere Fallen sind Leerstellen in Eisen mit einer Aktivierungsenergie von rund 51 kJ mol^(-1). Ein nennenswerter Einfluss von Korngrenzen auf die Aufnahme von Wasserstoff wurde nur in Materialien mit Korngrößen im Nanometerbereich beobachtet, nicht jedoch bei Korngrößen im Mikrometerbereich und darüber. Carbidausscheidungen sind wirksame Wasserstofffallen, Aktivierungsenergien von knapp 61 kJ mol^(-1) wurden für Titancarbide ermittelt. Ein positiver Beitrag von tiefen Fallen auf die Widerstandsfähigkeit eines Materials gegenüber Wasserstoffversprödung wird vermutet, während sich flache Fallen im Material nachteilig auswirken könnten. Zusätzlich wird eine hohe Diffusivität für Wasserstoff als vorteilhaft eingeschätzt.
Titel in ÜbersetzungWasserstofffallen in Eisen und eisenbasierten Legierungen
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDr.mont.
Gradverleihende Hochschule
  • Montanuniversität
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Schnitzer, Ronald, Mitbetreuer (intern)
  • Mori, Gregor Karl, Betreuer (intern)
  • Pippan, Reinhard, Beurteiler A (intern)
  • Bernhard, Christian, Beurteiler B (intern)
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2021

Bibliographische Notiz

gesperrt bis null

Schlagwörter

  • Wasserstoff
  • Wasserstofffallen
  • Wasserstoffversprödung
  • Reineisen
  • Elektrochemische Permeation
  • EP
  • Thermische Desorptionsanalyse
  • TDA
  • Thermische Desorptionsspektroskopie
  • TDS

Dieses zitieren