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Thickness and microstructure effect on hydrogen diffusion in creep‑resistant 9% Cr P92 steel and P91 weld metal

  • Martensitic 9% Cr steels like P91 and P92 show susceptibility to delayed hydrogen assisted cracking depending on their microstructure. In that connection, effective hydrogen diffusion coefficients are used to assess the possible time-delay. Limited data on room temperature diffusion coefficients reported in literature vary widely by several orders of magnitude (mostly attributed to variation in microstructure). Especially P91 weld metal diffusion coefficients are rare so far. For that reason, electrochemical permeation experiments had been conducted using P92 base metal and P91 weld metal (in as-welded and heat-treated condition) with different thicknesses. From the results obtained, diffusion coefficients were calculated using to different methods, time-lag, and inflection point. Results show that, despite microstructural effects, the sample thickness must be considered as it influences the calculated diffusion coefficients. Finally, the comparison of calculated and measured hydrogenMartensitic 9% Cr steels like P91 and P92 show susceptibility to delayed hydrogen assisted cracking depending on their microstructure. In that connection, effective hydrogen diffusion coefficients are used to assess the possible time-delay. Limited data on room temperature diffusion coefficients reported in literature vary widely by several orders of magnitude (mostly attributed to variation in microstructure). Especially P91 weld metal diffusion coefficients are rare so far. For that reason, electrochemical permeation experiments had been conducted using P92 base metal and P91 weld metal (in as-welded and heat-treated condition) with different thicknesses. From the results obtained, diffusion coefficients were calculated using to different methods, time-lag, and inflection point. Results show that, despite microstructural effects, the sample thickness must be considered as it influences the calculated diffusion coefficients. Finally, the comparison of calculated and measured hydrogen concentrations (determined by carrier gas hot extraction) enables the identification of realistic diffusion coefficients.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:Michael RhodeORCiD, Tim Richter, Tobias MenteORCiD, P. Mayr, A. Nitsche
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Welding in the World
Jahr der Erstveröffentlichung:2021
Organisationseinheit der BAM:9 Komponentensicherheit
9 Komponentensicherheit / 9.0 Abteilungsleitung und andere
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:Springer Nature Switzerland AG
Erste Seite:1
Letzte Seite:16
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Angewandte Physik
Freie Schlagwörter:Creep-resistant steel; Diffusion; Electrochemical permeation; Hydrogen assisted cracking; Welding
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Energie
Energie / Wasserstoff
Material
Material / Degradation von Werkstoffen
DOI:10.1007/s40194-021-01218-9
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-540645
ISSN:0043-2288
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:16.12.2021
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:16.12.2021
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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