Einfluss der lokalen Wasserstoffverteilung in mehrphasigen Stählen auf deren Neigung zur wasserstoffinduzierten Rissbildung

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Michael Pohl
• Fachliche Zuordnung: Mechanische Eigenschaften von metallischen Werkstoffen und ihre mikrostrukturellen Ursachen
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 266684047

Steigende technologische Anforderungen an Kfz-Karosserien, im Maschinenbau und in der Kraftwerkstechnik führen zur vermehrten Verwendung höherfester Stähle. Durch diese Stähle ist es möglich, z.B. im Karosseriebau eine Gewichts- und dadurch eine Kraftstoffreduzierung zu erzielen. Allerdings müssen die Einsatzbedingungen den neuen Begebenheiten angepasst werden. So erhöht sich mit steigender Festigkeit auch die Anfälligkeit für wasserstoffinduzierte Rissbildung. Es ist bekannt, dass schon geringe Mengen Wasserstoff eine Schädigung hervorrufen können. Dieser Wasserstoff konzentriert sich dabei in Bereichen erhöhter Gitterdehnungen wie z.B. vor Kerben. Bei Erreichen einer Grenzkonzentration kommt es zum plötzlichen Bauteilversagen.Kenntnisse über die Rolle einzelner Gefügebestandteile wie z.B. Ferrit, Perlit, Bainit oder Martensit auf die wasserstoffinduzierte Rissbildung bei ansonsten konstanten Bedingungen existieren nicht. Da diese aber gezielt für eine Festigkeitssteigerung der Stähle eingestellt werden, ist dieses Wissen für die sichere Verwendung hochfester Stähle relevant. Im Vorgängerprojekt konnte die Aufkonzentration von Wasserstoff in Bereichen mit hohen Spannungen nachgewiesen werden. Die lokale Wasserstoffanalyse gab auch Hinweise auf unterschiedliches Verhalten verschiedener Gefügemodifikationen. Da wir hier ein hohes Potential für erfolgreiche Forschung sehen, haben wir nicht den vorgesehenen Verlängerungsantrag gestellt, sondern uns entschieden, diesen Neuantrag einzureichen.Ziel dieses Projekts ist es somit, einzelne Gefügebestandteile von hochfesten mehrphasigen Stählen hinsichtlich ihrer kritischen Wasserstoffkonzentrationen unter Spannung zu charakterisieren und deren Beitrag für die Neigung eines Stahls zur wasserstoffinduzierten Rissbildung zu bewerten. Die erzielten Erkenntnisse sollen schließlich die Weiterentwicklung von hochfesten Stählen unter Kontrolle ihrer Neigung zur wasserstoffinduzierten Rissbildung maßgeblich vorantreiben.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen