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Comprehensive study of deuterium-induced effects in in austenitic stainless steel AISI 304L

  • The damaging impact of hydrogen on the austenitic stainless steel AISI 304 L was analysed. To this aim, samples were charged electrochemically with the hydrogen isotope deuterium (2H, D) and examined with time-of-flight secondary ion mass spectrometry (ToF-SIMS) and electron backscatter diffraction (EBSD). The fusion of the obtained chemical and structural information revealed local enrichment of deuterium in austenite, transformation into martensite, crack formation and severe roughening of the specimen surface. The results indicated that martensite was not only formed during charging but also during Desorption and ToF-SIMS examinations. Furthermore, cross-sections of deuterium-charged samples revealed that in preferred deformation bands a g/ε/a 0 evolution is taking place. By means of microscopic analyses and carrier gas hot extraction (CGHE), it was found that the use of NaAsO2 as recombination poison decreased the uptake of hydrogen significantly and resulted in severeThe damaging impact of hydrogen on the austenitic stainless steel AISI 304 L was analysed. To this aim, samples were charged electrochemically with the hydrogen isotope deuterium (2H, D) and examined with time-of-flight secondary ion mass spectrometry (ToF-SIMS) and electron backscatter diffraction (EBSD). The fusion of the obtained chemical and structural information revealed local enrichment of deuterium in austenite, transformation into martensite, crack formation and severe roughening of the specimen surface. The results indicated that martensite was not only formed during charging but also during Desorption and ToF-SIMS examinations. Furthermore, cross-sections of deuterium-charged samples revealed that in preferred deformation bands a g/ε/a 0 evolution is taking place. By means of microscopic analyses and carrier gas hot extraction (CGHE), it was found that the use of NaAsO2 as recombination poison decreased the uptake of hydrogen significantly and resulted in severe precipitation on the specimen surfaces. This is in contrast to the popular presumption that NaAsO2 enhances the uptake of hydrogen (and deuterium) during electrochemical charging by hampering its recombination from Atoms to molecules.zeige mehrzeige weniger

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Metadaten
Autoren/innen:Andreas Röhsler, Oded Sobol, Wolfgang Unger, Thomas Böllinghaus
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):International Journal for Hydrogen Energy
Jahr der Erstveröffentlichung:2019
Organisationseinheit der BAM:5 Werkstofftechnik
5 Werkstofftechnik / 5.1 Materialographie, Fraktographie und Alterung technischer Werkstoffe
6 Materialschutz und Oberflächentechnik
6 Materialschutz und Oberflächentechnik / 6.1 Oberflächenanalytik und Grenzflächenchemie
9 Komponentensicherheit
9 Komponentensicherheit / 9.0 Abteilungsleitung und andere
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:Elsevier Ltd.
Erste Seite:1
Letzte Seite:11
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:AISI 304L; Deuterium; Hydrogen; Martensite; ToF-SIMS
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Material
Material / Degradation von Werkstoffen und Materialien
DOI:https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2019.03.058
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-477540
Verfügbarkeit des Volltexts:Volltext-PDF für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:11.04.2019
Referierte Publikation:Nein
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM