Studium vlivu dynamiky poklesu obsahu vodíku v ocelích s KSC a KPC mřížkou

Vojtěch Schneider

Diplomová práce

Study of the influence of the dynamics of the decrease in hydrogen content in steels with BCC and FCC lattices

Anotace:

Tato diplomová práce se zabývá vlivem dynamiky poklesu vodíku na mechanické vlastnosti ocelí s rozdílnou krystalickou strukturou a jeho vlivu na lomové chování. Studovány byly dva typy korozivzdorných ocelí, austenitická a martenzitická precipitačně vytvrditelná, s rozdílnými typy krystalových mřížek. Pomocí elektrochemického a vysokotlakého vodíkování byly tyto materiály vystaveny vodíkovému prostředí, přičemž následné tahové zkoušky provedené v různých časových prodlevách doplněné o fraktografickou analýzu umožnily sledovat proces dehydrogenizace a jeho vliv na vlastnosti materiálů. Výsledky ukazují, že ocel s austenitickou mikrostrukturou vykazuje velmi vysokou odolnost vůči vodíkové křehkosti, zatímco u oceli martenzitické precipitačně vytvrditelné bylo pozorováno výrazné snížení tažnosti a křehké porušení. Práce rovněž potvrzuje přítomnost ireverzibilních vodíkových pastí a přináší nové poznatky o difúzi vodíku z ocelí za běžných pokojových podmínek. Závěry této studie mohou napomoci optimalizaci konstrukčních materiálů pro použití ve vodíkem exponovaném prostředí.

Abstract:

This thesis deals with the effect of hydrogen drop dynamics on the mechanical and fractographic properties of steels with different crystal structures. Two types of stainless steels, austenitic and martensitic precipitation hardenable, with different crystal lattice types were studied. By means of electrochemical and high-pressure hydrogenation, these materials were exposed to a hydrogen environment, while subsequent tensile tests carried out at different time intervals, complemented by fractographic analysis, allowed to follow the dehydrogenation process and its influence on the materials properties. The results show that steel with an austenitic microstructure exhibits very high resistance to hydrogen embrittlement, while a significant reduction in ductility and brittle failure were observed in martensitic precipitation-hardenable steel. The work also confirms the presence of irreversible hydrogen traps and provides new insights into the diffusion of hydrogen from steels under normal room conditions. The conclusions of this study may help to optimize structural materials for use in hydrogen-exposed environments.

Klíčová slova

Vodík, Difúze vodíku, Vodíková křehkost, Mikrostruktura, Fraktografie

Keywords

Hydrogen, Hydrogen diffusion, Hydrogen embrittlement, Microstructure, Fractography

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 27. 4. 2025

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Petra Váňová
• Oponent: Kateřina Konečná

VŠB – Technická univerzita Ostrava

Fakulta materiálově-technologická

Magisterský studijní program / obor:
Materiálové inženýrství / Progresivní technické materiály