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Kontakt zum Fachbereich
Interdisciplinary Centre for Advanced Materials Simulation (ICAMS)
Dr. Manuel Piacenza
Interdisciplinary Centre for Advanced Materials Simulation ICAMS, RUB
Manuel.piacenza@rub.de
Tel. 0234/32-25480
Vom Atom zum Werkstoff
Interdisziplinäre Materialsimulation zu leichten Elementen in Eisen und Stahl
Am Interdisciplinary Centre for Advanced Materials Simulation (ICAMS) entwickelte Computersimulationsmethoden helfen, den Einfluss von Wasserstoff und anderen leichten Elementen auf die Stabilität und weitere mechanische Eigenschaften von Stahl zu untersuchen. Die Ergebnisse erlauben es zum Beispiel, Schädigungsmechanismen vorzubeugen. Auch konnten ganz neue Werkstoffe theoretisch vorhergesagt werden.
Wenn Wasserstoff-Atome in hochfeste Stähle eindringen, sei es bei der Herstellung oder im Laufe der Zeit, können die Folgen verheerend sein. Plötzlich und unerwartet können Risse auftreten, die zum Versagen des Bauteils führen können. Mit Berechnungen auf Hochleistungscomputern sagen die Forscher am ICAMS das Verhalten der Atome voraus – wo sind ihre „Lieblingsplätze“ im Metallgitter? Wie kann man es schaffen, dass sie sich nicht mehr so gern an „gefährlichen“ Orten niederlassen, sondern „ungefährlichere“ bevorzugen? Der Schlüssel liegt in der Energie, die notwendig ist, um eine bestimmte Position im Metallgitter einzunehmen. Gelingt es, diese Energie so zu verschieben, dass die Atome wünschenswerte Plätze, von denen man weiß, dass sie seltener zu Schädigungen führen, wahrscheinlicher beibehalten, kann man die Sicherheit von Werkstoffen steigern.
English abstract
Due to the current focus on preventing climate change and expanding the availability of renewables, the transport and production of energy is dramatically changing. One good replacement for fossil fuels is the deployment of hydrogen as a power source. Scientist are now presented with the challenge of developing new methods of storing, transporting, and burning hydrogen in high pressure and temperature environments. The preferred storage medium is steel. However, steels are subject to hydrogen embrittlement, the process in which hydrogen embedded in steel enhances crack formation and can cause fracture without warning.
