Lokale Wasserstoffbestimmung vor Kerben und Rissspitzen mithilfe eines elektrochemischen Analyseverfahrens

使用电化学分析方法测定缺口和裂纹尖端前的局部氢

• 批准号: 166725036
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Michael Pohl
• 金额: --
• 依托单位: Lehrstuhl Werkstoffprüfung
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2009-12-31 至 2012-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/166725036?language=en
• 关键词: Lokale; Wasserstoffbestimmung; vor; Kerben; und

Hochfeste Stähle zeigen häufig ab einer Werkstofffestigkeit > 800 MPa und in Anwesenheit von wasserstoffhaltigen bzw. korrosionsfördernden Medien eine Anfälligkeit für verzögerte Rissbildung (Delayed Cracking). Das durch Wasserstoff ausgelöste Bauteilversagen tritt dabei plötzlich und ohne vorherige Ankündigung, z.B. durch eine plastische Verformung des Bauteils, ein. Im Allgemeinen konzentriert sich dabei der im Gefüge atomar vorliegende Wasserstoff in Bereichen erhöhter Zugspannung, wie z.B. vor Kerben auf, in denen das Kristallgitter elastisch aufgeweitet ist. Bei Erreichen einer kritischen Wasserstoffkonzentration kommt es dann zum Bauteilversagen durch Dekohäsion der metallischen Bindungen. Dabei sind bis heute keine tolerierbaren Wasserstoffgrenzwerte festgelegt unterhalb derer - in Abhängigkeit von der Werkstofffestigkeit und der mechanischen Spannung - ein Bauteilversagen ausbleibt. Von besonderem Interesse ist diese Fragestellung für die Automobilindustrie, die seit einigen Jahren hochfeste Mehrphasenstähle für den Karosseriebau einsetzt. Bislang liegen zu diesen Stählen nur geringe Erfahrungswerte hinsichtlich ihrer Anfälligkeit für verzögerte Rissbildung unter Wasserstoffeinfluss vor. Erst bei genauer Kenntnis von unschädlichen Wasserstoffgrenzwerten wird die Automobilindustrie die hoch- und höchstfesten Karosseriestähle mit Festigkeiten von derzeit bis zu 1400 MPa einsetzen, wobei durch Kaltferfestigung bei formgebenden Prozessen die Anfälligkeit für verzögerte Rissbildung noch zunehmen kann.Dieses Forschungsvorhaben will mit Hilfe eines elektrochemischen Analyseverfahrens lokale Wasserstoffanalysen im Bereich vor Kerben und Rissspitzen an typischen in der Automobilindustrie eingesetzten Stählen durchführen, welche ein Festigkeitsspektrum von 700 bis 1400 MPa repräsentieren. Dabei soll mit Hilfe einer mikroelektrochemischen Kapillarmessmethode ausschließlich der für das Werkstoffversagen verantwortliche Wasserstoff analysiert werden. Die Messmethode erlaubt die Wasserstoffanalyse in einem Bereich von wenigen μm2, wodurch der sich vor Kerben anreichernde und bruchverursachende Wasserstoff ortsaufgelöst nachgewiesen werden kann. Durch eine Kalibration des Analyseverfahrens mit zuvor definiert mit Wasserstoff beladenen Proben sollten quantitative Angaben möglich sein, um die bruchauslösenden Wasserstoffgehalte nachzuweisen.Ziel des Projekts ist es, die zum verzögerten Werkstoffversagen führenden kritischen Wasserstoffkonzentrationen zu bestimmen und sie in Korrelation zur Werkstofffestigkeit und den einwirkenden Zugspannungen zu setzen. Die Untersuchungen sollen in Zukunft zu einem sicheren Einsatz von hochfesten Stählen beitragen.

Hochfeste Stähle zeigen häufig ab einer Werkstofffestigkeit > 800 MPa und in Anwesenches von wasserstoffhaltigen bzw. korrosionsfördernden Medien eine Anfäligkeit für verzögerte Rissbildung（延迟开裂）. Das durch Wasserstoff ausgelöste Bauteilversagen tritt dabei plötzlich and ohne vorherige Ankündigung，z.B.用塑料做的塑料玩具。在德国，所有的工人都被要求在最高的Zugspannung建造一座瓦舍斯托夫的工厂，如Z.B.。因为水晶的弹性很好。Bei Erreichen einer kritischen Wasserstoff konzentration kommt es dann zum Bauteilversagen durch Dekohäsion der metallischen Bindungen. Dabei sind bis heute keine tolerierbaren Wasserstoffenzwerte festgelegt unterhalb derer - in Abhängigkeit von der Werkstofffestigkeit und der mechanischen Spannung - ein Bauteilversagen ausbleibt. Von besonderem Interesse is diese Fragestellung für die Automobilindustrie，die seit einigen Jahren hochfeste Mehrphasenstähle für den Karosseriebau einsetzt. Bislang liegen zu diesen Stählen努尔geringe Erfahrungswerte hinsichtlich ihrer Anfälligkeit für verzögerte Rissbildung unter Wasserstoffeinfluss vor.第一个来自unschädlichen Wasserstoffgrenzwerten的Kenntnis wird die Automobilindustrie die hoch- und höchstfesten Karosseriestähle mit Festigkeiten von derzeit bis zu 1400 MPa einsetzen，Wobei durch Kaltferfestigung bei formgebenden Prozessen die Anfälligkeit für verzögerte Rissbildung noch zunehmen kann.Dieses Forschungsvorhaben will mit Hilfe eines elektrochemischen Analyseverfahren locale Wasserstoffanalysen im Bereich vor Kerben und Rissspitzen an typischen in der Automobilindustrie eingesetzten Stählen durchführen，welche ein Festigkeitspektrum von 700 bis 1400 MPa repräsentieren. Dabei soll mit Hilfe einer mikroelektrochemischen Kapillarmessesmethode ausschließlich der der ür das Werkstoffversagen verantwortliche Wasserstoff analysiert韦尔登.该方法在一个较小的μm2范围内对水进行了分析，这样就可以在韦尔登内对克尔本和其他管道进行水分析。通过Wasserstoff的精确标定，可以确定分析结果的准确性，从而解决定量分析问题，使Wasserstoffgehalte nachzuweisen.Ziel des Projekts is es，die zum verzögerten Werkstoffversagen fücritischen Wasserstoffkonzentrationen zu estimmen and sie in Correlation zur Werkstofffestigkeit und den einerkenden Zugspannungen zu setzen.我们的研究必须在Zukunft zu einem sicheren Einquiry von hochfesten Stählen beitragen.