Hydrogen decelerates fatigue induced grain boundary migration in nanostructured iron
Julkaisuvuosi
2025
Tekijät
Kapp Marlene; Zawodzki Michael; Antoni Monika; Zwittnig Dino; Tkadletz Michael; Moshtaghi Masoud; Mori Gregor; Eckert Juergen; Renk Oliver
Tiivistelmä
The difficulty to reveal trapping sites of hydrogen in metals, how hydrogen interacts with lattice defects and potentially changes their behavior, still prevents a generalized understanding of hydrogen (H)-embrittlement. This is specifically the case for nanostructured materials, where direct characterization techniques would require an exceptional lateral and time resolution, given the small grain size and high diffusivity of H. The tendency of nanostructures for grain coarsening under mechanical or thermal loads, adds further complexity to this issue. Cyclic high pressure torsion uses this peculiarity and allows to conclude whether H is located at grain boundaries or changes the deformation behavior. If hydrogen is trapped at grain boundaries, the kinetics of fatigue induced grain coarsening should clearly differ compared to the uncharged reference samples, while a change of the deformation behavior would manifest in a different texture evolution compared to the reference. The experiments clearly reveal that H prevents grain growth up to accumulated strains of eacc = 100, while it still decelerates boundary migration at even larger accumulated strains of eacc = 500. The results give thereby indirect proof of preferential H-defect-interaction. The occurrence of grain boundary deceleration rather than its acceleration strongly suggests that grain boundary pinning dominates over an amplifying effect on dislocation and disconnection mobility. Thus, the results indicate the importance of H-grain boundary interaction but also question the role of the hydrogen enhanced localized plasticity (HELP) theory in nanostructured iron.
Näytä enemmänOrganisaatiot ja tekijät
Julkaisutyyppi
Julkaisumuoto
Artikkeli
Emojulkaisun tyyppi
Lehti
Artikkelin tyyppi
Alkuperäisartikkeli
Yleisö
TieteellinenVertaisarvioitu
VertaisarvioituOKM:n julkaisutyyppiluokitus
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessäJulkaisukanavan tiedot
Lehti
Kustantaja
Artikkelinumero
120749
ISSN
Julkaisufoorumi
Julkaisufoorumitaso
3
Avoin saatavuus
Avoin saatavuus kustantajan palvelussa
Kyllä
Julkaisukanavan avoin saatavuus
Osittain avoin julkaisukanava
Rinnakkaistallennettu
Kyllä
Muut tiedot
Tieteenalat
Kone- ja valmistustekniikka
Avainsanat
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Kustantajan kansainvälisyys
Kansainvälinen
Kansainvälinen yhteisjulkaisu
Kyllä
Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa
Ei
DOI
10.1016/j.actamat.2025.120749
Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen
Kyllä