heal.abstract |
Το φαινόμενο της ψαθυροποιήσης υδρογόνου (Ηydrogen Εmbrittlement, HE) είναι πολύ
σημαντικό θέμα, καθώς η πρόωρη αστοχία των μεταλλικών υλικών και κατασκευών λόγω της
προσρόφησης υδρογόνου μπορεί να αποβεί καταστροφική και επικίνδυνη. Η παρούσα
διπλωματική εργασία μελετά την επίδραση των φαινομένων ψαθυροποιήσης υδρογόνου στην
μικροδομή και στις μηχανικές ιδιότητες του χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα AISI
1010, υπό την επίδραση καθοδικής φόρτισης σε ηλεκτρολύτη υψηλής συγκέντρωσης
υδρογονοκατιόντων. Συνολικά εξετάστηκαν 14 δοκίμια, εκ των οποίων τα πρώτα δέκα ήταν
δοκίμια εφελκυσμού, τα οποία κόπηκαν μέσω δέσμης laser από φύλλο χάλυβα AISI 1010. Τα
οκτώ δοκίμια εφελκυσμού υπέστησαν καθοδική φόρτιση με υδρογόνο και τα δύο δεν υπέστησαν
καμία ηλεκτρολυτική κατεργασία, με σκοπό να είναι τα πρότυπα δοκίμια (as received) ώστε να
γίνει σύγκριση των αποτελεσμάτων. Στην ηλεκτρολυτική διάταξη χρησιμοποιήθηκε ως άνοδος
ένα ηλεκτρόδιο γραφίτη και ως κάθοδος το υπό εξέταση δοκίμιο. Ως ηλεκτρολύτης
χρησιμοποιήθηκε αραιό θειϊκό οξύ (H2SO4) 0,2 Μ με προσθήκη 3g/L αμμωνοθειοκυανιούχου
συμπλόκου (NH4SCN). Κάθε δοκίμιο εκτέθηκε σε διαφορετικές συνθήκες πυκνότητας ρεύματος
και χρόνου (10 και 20 mA/cm2, για 6 και 18 ώρες). Ακόμη τέσσερα δοκίμια διαφορετικής
γεωμετρίας, υπέστησαν καθοδική φόρτιση με πυκνότητα ρεύματος 10 mA/cm2 και 20 mA/cm2,
για 6 και 18 ώρες αντίστοιχα, με σκοπό να μελετηθεί η δυσθραυστότητα τους με την δοκιμή
Charpy. Η μεταλλογραφική προετοιμασία των δοκιμίων που ακολουθήθηκε είχε τα στάδια της
κοπής, του εγκιβωτισμού, της λείανσης, της στίλβωσης και της χημικής προσβολής. Η
μικροδομή των δοκιμίων και η επιφάνειες θραύσης μελετήθηκαν στο ανάστροφο οπτικό
μικροσκόπιο και στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης, όπου εξετάστηκαν με ανίχνευση
δευτερογενών ηλεκτρονίων (Secondary Electron Image, SEI) και οπισθοσκεδαζόμενων
ηλεκτρονίων (Back Electron Scatter, BES). Η στοιχειακή ανάλυση της μικροδομής των
δοκιμίων, έγινε με χρήση της μικροανάλυσης ακτίνων Χ (EDS, Energy Dispersive
Spectroscopy). Ο κρυσταλλογραφικός χαρακτηρισμός έγινε μέσω Περιθλασιμετρίας ακτίνων Χ
(X-Ray Diffraction, XRD). Οι μηχανικές ιδιότητες εξετάστηκαν μέσω σκληρομετρήσεων με την
μέθοδο Vickers, δοκιμών εφελκυσμού και δοκιμών δυσθραυστότητας (μέθοδος Charpy). |
el |