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Martensitumwandlung in situ analysiert mit Röntgenstrahlung
No full textDie dehnungsinduzierte Martensitbildung wurde mittels Röntgen-Diffraktion und -Radiographie mit dem EDDI-Instrument am BESSY II in supermartensitischem Stahl mit Anlassaustenit untersucht. Die Bildung wird durch Wasserstoff im Gefüge unterdrückt. Die Duktilität von wasserstofffreiem SMSS korreliert mit dem Anteil an dehnungs-induziertem Martensi
The influence of hydrogen on strain-induced martensite formation and cracking in SMSS investigated simultaneously by ED-XRD and by X-ray radiography
No full textDie Ergebnisse von in-situ Experimenten am Berliner Elektronenspeicherring (BESSY II) werden vorgestellt. Es wurden Zugversuche an wasserstoffbeladenen und wasserstofffreien supermartensitischen Proben durchgeführt und Diffraktionsspektren und radiographische Bilder aufgenommen. Die energiedispersive Röntgendiffraktion ermöglichte dabei in-situ die dehnungsinduzierte Phasenumwandlung von Restaustenit zu Martensit zu beobachten. Die Radiographiebilder der zerreisenden Probe gaben Einblicke in das Bruchverhalten in Abhängigkeit vom Wasserstoffgehalt
In-situ ED-XRD und Radiographie während eines Zugversuchs an wasserstoffbeladenem Supermartensit
No full textIn diesem Vortrag werden Ergebnisse von in situ Experimenten am Berliner Elektronenspeicherring (BESSY II) vorgestellt. Es wurden Zugversuche an wasserstoffbeladenen und wasserstofffreien supermartensitischen Proben durchgeführt und gleichzeitig sowohl Diffraktionsspektren als auch röntgenradiographische Bilder aufgenommen. Die energiedispersive Röntgendiffraktion ermöglichte dabei in-situ die dehnungsinduzierte Phasenumwandlung von Restaustenit zu Martensit zu beobachten. Die Radiographiebilder der zerreisenden Probe gaben Einblicke in das Bruchverhalten in Abhängigkeit vom Wasserstoffgehalt des Supermartensits
Neutronentomographie zur Detektion von Wasserstoff in Zugproben
No full textDie wasserstoffunterstützte Schädigung von Komponenten und Bauteilen aus Stahl ist ein Phänomen, welches seit vielen Jahrzehnten bekannt ist und untersucht wird. Eine Vielzahl von Quellen (z.B. Schutzgas oder Feuchtigkeit beim Schweißen, Reinigung von Metallen in Säurebädern, galvanischer oder kathodischer Schutz) ermöglicht die Wasserstoffaufnahme in den Stahl. Der im Gitter gelöste oder an Wasserstoffhaftstellen (Versetzungen, Grenzflächen, Poren, etc.) getrappte Wasserstoff diffundiert aufgrund von Konzentrationsgradienten oder getrieben durch Spannungs- bzw. Dehnungsgradienten durch das vorliegende Gefüge, wo er in Kombination mit einwirkenden Beanspruchungen (äußere Last oder Eigenspannungen) eine lokale, signifikante Degradation der mechanisch-technologischen Eigenschaften bewirken kann.
Die dazu entwickelten und allgemein anerkannten Schädigungsmodelle gehen unter anderem von einem Einfluss des Wasserstoffs auf die Versetzungsentstehung und Versetzungsbeweglichkeit aus. Des Weiteren wird angenommen, dass Wasserstoff nicht nur durch Diffusion im Gitter transportiert wird, sondern auch an Versetzungen angehaftet ist und sich mit diesen im Falle plastischer Verformung mitbewegt.
Wasserstoff hat im Vergleich zu den meisten üblichen Legierungselementen von Stahl (Eisen, Chrom, Kohlenstoff) einen großen Wechselwirkungsquerschnitt für kalte und thermische Neutronen, was Neutronenradiographie und -tomographie zu geeigneten bildgebenden Verfahren zur lokalen Detektion von Wasserstoffakkumulationen in Stahl macht.
Elektrochemisch mit Wasserstoff beladene Zugproben aus supermartensitischem Stahl wurden vor und nach dem Zugversuch an der ANTARES beamline am FRM II polychromatisch radiographiert bzw. tomographiert. Die Bruchoberfläche der Probe wurde zusätzlich rasterelektronenmikroskopisch charakterisiert. Die Fraktographien der Bruchoberfläche in Verbindung mit den durch die Tomographie gewonnenen Informationen zu Wasserstoffansammlungen zeigen, dass nach dem Bruch auch in duktilen Versagensbereichen untypischerweise vermehrt Wasserstoff zu finden ist
In-situ ED-XRD und Radiographie während eines Zugversuchs an wasserstoffbeladenem Supermartensit
No full textDie Ergebnisse von in-situ Experimenten am Berliner Elektronenspeicherring (BESSY II) werden vorgestellt. Es wurden Zugversuche an wasserstoffbeladenen und wasserstofffreien supermartensitischen Proben durchgeführt und Diffraktionsspektren und radiographische Bilder aufgenommen. Die energiedispersive Röntgendiffraktion ermöglichte dabei die dehnungsinduzierte Phasenumwandlung von Restaustenit zu Martensit in-situ zu beobachten. Die Radiographiebilder der zerreisenden Probe gaben Einblicke in das Bruchverhalten in Abhängigkeit vom Wasserstoffgehalt des Supermartensits
Hydrogen in blistered iron visualized in 3D by neutron tomography
No full textPresented are neutron tomographies on hydrogen charged iron samples
In situ ED XRD und Radiographie während eines Zugversuchs an wasserstoffbeladenem Supermartensit
No full textDie Ergebnisse von in-situ Experimenten am Berliner Elektronenspeicherring (BESSY II) werden vorgestellt. Es wurden Zugversuche an wasserstoffbeladenen und wasserstofffreien supermartensitischen Proben durchgeführt und Diffraktionsspektren und radiographische Bilder aufgenommen. Die energiedispersive Röntgendiffraktion ermöglichte dabei die dehnungsinduzierte Phasenumwandlung von Restaustenit zu Martensit in-situ zu beobachten. Die Radiographiebilder der zerreisenden Probe gaben Einblicke in das Bruchverhalten in Abhängigkeit vom Wasserstoffgehalt des Supermartensits
Characterization of texture in SLM IN 718 samples using monochromatic neutron radiography
No full textAdditive Manufacturing (AM) offers the opportunity to produce easier geometrically complex parts compared to traditional production technologies. An important AM technology for metals is selective laser melting (SLM) where a part is produced by melting and solidifying powder in layers. This technique is known to cause a pronounced texture in the produced AM products due to the specific heat flow and the associated solidification of the material during SLM deposition. In order to evaluate the influence of the deposition hatch length during SLM of nickel based superalloy Inconel 718 samples on the texture and in order to identify any preferred crystallographic direction, we performed monochromatic neutron radiography scans (using wavelength from 1.6 Å to 4.4 Å, step size 0.05 Å) to image the samples while rotating it through 90°. Samples produced with short hatch length showed fine textured columnar grains oriented along the sample building direction in high-resolution radiographs. Whereas processing the sample using a ten-fold longer hatch length reduced the texture. The neutron radiographic experiments were accompanied by scanning electron microscopy including electron back-scattered diffraction to visualize and verify the microstructure and texture
Hydrogen in steel visualized by neutron imaging
No full textNeutron cameras allow visualizing hydrogen distributions with radiographic or tomographic imaging methods in iron and steel.
The necessary contrast between hydrogen and iron stems from the high difference in the total neutron cross section of both elements. This allows e.g. the in situ measurement of hydrogen mass flow inside cm thick steel samples with a temporal resolution of 20 s using neutron radiography as well as the quantitative measurement of hydrogen accumulations at the crack’s inner surfaces in hydrogen embrittled iron samples with neutron tomography. We could detect directly gaseous hydrogen in the crack cavities and we measured the gas pressure. This new quality of the information on a micrometer scale allows new insights for the analysis of hydrogen-induced damage mechanisms. Further, this method is non-destructive and provides local information in situ and in three dimensions with a spatial resolution of 20-30 μm.
In this contribution, we show examples that demonstrate the spatial and temporal resolution of the neutron radiography and tomography methods in order to visualize and quantify hydrogen accumulations at cracks. The measurements were performed
at the research reactor BER II of the HZB in Berlin and at the FRM II reactor of the neutron source Heinz Maier-Leibnitz in
Garching
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