Hydrogen Embrittlement of the Precipitation Hardening Nickel-Based Alloy 718

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Abstract

Angesichts der Dringlichkeit des Energiewende und im Kontext des Klimawandels gewinnt Wasserstoff, als vielversprechende Alternative zu fossilen Brennstoffen, zunehmend an Bedeutung. Die zentrale Herausforderung besteht jedoch darin, große Mengen dieses Elements sicher zu transportieren und zu lagern. In diesem Zusammenhang sind Nickelbasislegierungen von besonderem Interesse, da sie im Allgemeinen als hochbeständig gegenüber Wasserstoffversprödung angesehen werden. Dennoch wurden einige Fälle von Versagen, die auf Wasserstoffversprödung zurückzuführen sind, hauptsächlich in der Öl- und Gasindustrie, für Inconel 718 beobachtet. Im Fokus dieser Arbeit steht die ausscheidungshärtende Nickelbasislegierung Inconel 718, dessen Untersuchung in drei verschiedenen Wärmebehandlungszuständen erfolgte, um potenzielle Unterschiede in der Anfälligkeit für Wasserstoffversprödung zu erkennen. Zur Charakterisierung fanden Langsamzugversuche mit gleichzeitiger Wasserstoffbeladung sowie Simulationen der Wasserstoffsättigung mittels Python Anwendung. Eine umfassende Mikrostrukturanalyse anhand von Rasterelektronenmikroskopie und Atomsondentomographie komplettierte die Versuchsreihe. Der einführende Abschnitt bietet einen Überblick über den aktuellen Forschungsstand, einschließlich einer detaillierten Ausarbeitung der Mikrostruktur und Ausscheidungen in Inconel 718 sowie des Verhaltens von Wasserstoff innerhalb der Legierung selbst. Die gewonnenen Erkenntnisse, in Verbindung mit den angewandten Methoden, bilden das wissenschaftliche Fundament für die durchgeführten Experimente, die durch eine eingehende Diskussion der Ergebnisse ergänzt werden. Im Rahmen der Untersuchungen wurde die Legierung sowohl im homogenisierten als auch in zwei hinsichtlich der Ausscheidungsgröße variierenden, ausscheidungsgehärteten Zuständen analysiert. Die Ergebnisse der Langsamzugversuche verdeutlichen eine Verringerung der Bruchdehnung, die auf die Anwesenheit von Wasserstoff zurückzuführen ist. Dies kann als Indikator für eine Versprödung der Legierung gewertet werden. Die Kombination von simulierten Sättigungskurven sowie der Literatur ermöglichte abschließend eine Abschätzung des Einflusses des Wärmebehandlungszustandes beziehungsweise der Mikrostruktur auf die Wasserstoffdiffusionsraten sowie die Empfindlichkeit gegenüber Wasserstoffversprödung.

Details

Titel in ÜbersetzungWasserstoffversprödung der ausscheidungshärtenden Nickelbasis-Legierung 718
OriginalspracheEnglisch
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung28 Juni 2024
StatusVeröffentlicht - 2024