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Enhanced gaseous hydrogen solubility in ferritic and martensitic steels at low temperatures
- Metals that are exposed to high pressure hydrogen gas may undergo detrimental failure by embrittlement. Understanding the mechanisms and driving forces of hydrogen absorption on the surface of metals is crucial for avoiding hydrogen embrittlement. In this study, the effect of stress-enhanced gaseous hydrogen uptake in bulk metals is investigated in detail. For that purpose, a generalized form of Sievert's law is derived from thermodynamic potentials considering the effect of microstructural trapping sites and multiaxial stresses. This new equation is parametrized and verified using experimental data for carbon steels, which were charged under gaseous hydrogen atmosphere at pressures up to 1000 bar. The role of microstructural trapping sites on the parameter identification is critically discussed.
Autor*innen: | A Drexler, Florian Konert, Oded SobolORCiD, Michael RhodeORCiD, J Domitner, C Sommitsch, Thomas Boellinghaus |
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Dokumenttyp: | Zeitschriftenartikel |
Veröffentlichungsform: | Verlagsliteratur |
Sprache: | Englisch |
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch): | International Journal of Hydrogen Energy |
Jahr der Erstveröffentlichung: | 2022 |
Organisationseinheit der BAM: | 9 Komponentensicherheit |
9 Komponentensicherheit / 9.0 Abteilungsleitung und andere | |
Veröffentlichende Institution: | Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) |
Verlag: | Elsevier Ltd. |
Jahrgang/Band: | 47 |
Ausgabe/Heft: | 93 |
Erste Seite: | 39639 |
Letzte Seite: | 39653 |
DDC-Klassifikation: | Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten |
Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Angewandte Physik | |
Freie Schlagwörter: | Hydrogen; Pressure-dependent solubility; Steel; Thermodynamic modelling; Trapping |
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM: | Energie |
Energie / Wasserstoff | |
Material | |
Material / Degradation von Werkstoffen | |
DOI: | 10.1016/j.ijhydene.2022.09.109 |
URN: | urn:nbn:de:kobv:b43-559307 |
ISSN: | 0360-3199 |
Verfügbarkeit des Dokuments: | Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access") |
Lizenz (Deutsch): | Creative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International |
Datum der Freischaltung: | 10.10.2022 |
Referierte Publikation: | Ja |
Datum der Eintragung als referierte Publikation: | 05.12.2022 |
Schriftenreihen ohne Nummerierung: | Wissenschaftliche Artikel der BAM |