The influence of mechanical strain on the hydrogen diffusion in a structural steel (FeE 690T) was investigated using the electrochemical permeation technique. The method was applied without any kind of coating, but surface conditions were strictly controlled. The deformation was introduced either by cold working or by "in-situ" tensile straining.
The hydrogen diffusion turned out to be highly dependent on the degree of deformation. Above yield stress an increasing plastic deformation led to a decrease of the apparent diffusion, whereas above 50% deformation the diffusibility remained fairly constant. Voids and dislocations, which knowingly act as "sinks" for hydrogen, are considered to be responsible for this observations. The trapping energy was estimated to be -47 kJ/molH. The method by which the material was deformed had no visible effect on the hydrogen permeation.
Inhaltsverzeichnis
- 1 Einleitung
- 2 Theoretische Grundlagen der Wasserstoffpermeationsversuche
- 2.1 PRINZIP
- 2.2 AUSWERTUNG DES PERMEATIONSKURVEN BEI POTENTIOSTATISCHER BELADUNG
- 2.3 TRAPPING
- 2.4 GRENZEN DER METHODE: OBERFLÄCHENEFFEKTE
- 3 Apparativer Aufbau
- 3.1 ELEKTROCHEMISCHE ZELLE
- 3.2 PRÜFMASCHINE
- 3.3 ELEKTRISCHE SCHALTUNG
- 3.4 MEBDATENERFASSUNG
- 3.5 MATERIAL UND PROBENVORBEREITUNG
- 3.7 VERSUCHSDURCHFÜHRUNG
- 3.7.1 Einbau der Probe in die Versuchsapparatur
- 3.7.2 Einstellung konstanter Versuchsbedingungen (Passivierung)
- 3.7.3 Wasserstoffbeladung
- 4 Ergebnisse
- 4.1 PERMEATION AN UNVERFORMTEN PROBEN
- 4.2 WASSERSTOFFPERMEATION AN PLASTISCH VERFORMTEN STAHLMEMBRANEN
- 5 Diskussion
- 6 Formelzeichenverzeichnis
- 7 Literaturverzeichnis
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Ziel des Forschungsprojektes NT-5 ist die Bestimmung des Diffusionskoeffizienten von Wasserstoff in mechanisch beanspruchten Proben, um so Ausmaß und Geschwindigkeit der Wasserstoffaufnahme abschätzen zu können. Dieses Wissen ist insbesondere für den Einsatz von höherfesten Stählen in korrosiven Umgebungen von Bedeutung, da Wasserstoffversprödung zu Werkstoffschädigungen führen kann.
- Einfluss mechanischer Beanspruchung auf die Wasserstoffdiffusion in Feinkorn-Baustahl (FeE 690T)
- Abhängigkeit des Diffusionskoeffizienten vom Dehnungsgrad
- Bildung von Fehlstellen und Versetzungen als "Fallen" für Wasserstoff
- Bestimmung der Bindungsenergie von Wasserstoff in Stahl
- Entwicklung und Anwendung der elektrochemischen Permeationstechnik für die Untersuchung der Wasserstoffdiffusion in mechanisch beanspruchten Proben
Zusammenfassung der Kapitel
Die Einleitung stellt das Forschungsprojekt NT-5 vor und erläutert die Relevanz der Untersuchung von Wasserstoffdiffusion in mechanisch beanspruchten Stählen im Kontext von neuen Technologien und korrosiven Umgebungen. Kapitel 2 behandelt die theoretischen Grundlagen der elektrochemischen Permeationstechnik, die zur Bestimmung des Diffusionskoeffizienten von Wasserstoff in Festkörpern eingesetzt wird. Kapitel 3 beschreibt den apparativen Aufbau und die Versuchsdurchführung der Permeationsversuche. Die Ergebnisse der Versuche werden in Kapitel 4 vorgestellt, wobei der Einfluss von plastischer Verformung auf die Wasserstoffdiffusion in Stahlmembranen im Fokus steht. Kapitel 5 diskutiert die Ergebnisse und interpretiert sie im Hinblick auf die Bildung von Fehlstellen und Versetzungen als "Fallen" für Wasserstoff. Abschließend werden im Formelzeichenverzeichnis verwendete Symbole erklärt und im Literaturverzeichnis zitierte Quellen aufgeführt.
Schlüsselwörter
Wasserstoffdiffusion, mechanische Beanspruchung, Feinkorn-Baustahl (FeE 690T), elektrochemische Permeation, Diffusionskoeffizient, Dehnungsgrad, Fehlstellen, Versetzungen, Bindungsenergie, Wasserstoffversprödung, Spannungsrissbildung, Korrosion.
- Arbeit zitieren
- Guido Juilfs (Autor:in), 1998, Wasserstoffdiffusion in einem höherfesten Stahl unter mechanischer Beanspruchung, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/15346
