Welk soort staal is voldoende bestand tegen waterstof?

(13-01-2022) In haar doctoraat onderzoekt Lisa Claeys de interactie tussen waterstof en staal. Welke invloed heeft waterstof op de mechanische eigenschappen van staal?

De transitie naar een waterstofeconomie is wereldwijd volop bezig en vergt de beschikbaarheid van materialen die compatibel zijn met waterstof. Waterstof staat namelijk bekend om een degradatie van de mechanische eigenschappen te veroorzaken, bijvoorbeeld:

  • de sterkte of weerstand tegen stuktrekken vermindert.
  • de taaiheid of de mate van vervorming die kan worden ondergaan voordat een breuk optreedt, neemt af.
  • de hardheid of weerstand tegen blijvende vervorming door indrukking wordt minder.

Door hun lage waterstof diffusiesnelheid (de mate waarin waterstof doorheen het staal beweegt) zijn austenitische stalen* intrinsiek minder gevoelig aan waterstof. Ze zijn echter niet waterstof-resistent. Het effect uit zich in een verlies in vervormbaarheid (ductiliteit) en een hogere gevoeligheid voor scheuren.

In mijn doctoraat heb ik de interactie van waterstof met zowel volledig austenitisch staal als gedeeltelijk austenitisch staal onderzocht. De invloed van waterstof op de mechanische eigenschappen werd geëvalueerd met trektesten met een constante verplaatsing. Microstructurele analyse van vervormde en gebroken materialen met en zonder waterstof verhelderden verschillen in de aanwezige vervormings-en breukmechanismes. En tenslotte werden ook waterstof-geassisteerde scheuren geanalyseerd”, legt Lisa uit.

*stalen die veel legeringselement bevatten, zoals chroom en nikkel of mangaan, waardoor ze interessante eigenschappen verkrijgen. Deze stalen zijn bijvoorbeeld zeer corrosiebestending en/of vertonen een hoge vervormbaarheid. Ze zijn ook niet of nauwelijks magnetisch.

Lees het volledige doctoraat

-

Titel doctoraat: Karakterisering van de waterstofinteractie met duplex en austenitische stalen

-

Contact: Lisa Claeys, Tom Depover, Kim Verbeken

Lisa Claeys

Lisa Claeys werd geboren in Deinze, België op 2 juni 1993. Ze behaalde een diploma Latijn-Wiskunde in het secundair onderwijs in 2011. Daarna schreef ze zich in aan de Universiteit Gent voor de Bachelor of Science in de ingenieurswetenschappen, afstudeerrichting chemische technologie en materiaalkunde, die ze in 2014 met succes afrondde. In 2016 behaalde ze een Master of Science in Sustainable Materials Engineering aan de Universiteit Gent. Haar masterscriptie werd bekroond met de ArcelorMittal-prijs.

Daarna startte ze een doctoraat in Materials Engineering in de groep Sustainable Materials Science aan de UGent. Haar onderzoek spitste zich toe op de waterstofinteractie met austeniethoudend staal. In 2017 behaalde ze een persoonlijke FWO SB-beurs.

In 2019 schreef ze zich in aan de Vrije Universiteit Brussel voor een joint-PhD in de Ingenieurswetenschappen. Het doctoraatsonderzoek resulteerde in 1 ingediende en 5 gepubliceerde A1-artikelen met de kandidate als eerste auteur. Ze was ook co-auteur van 7 publicaties, waaronder 2 in samenwerking met de Universidade Federal de Minas Gerais, Brazilië. Ze presenteerde haar werk mondeling op Eurocorr in 2018 en 2019, en presenteerde 2 posters waarvan er een werd bekroond als beste posterpresentatie. Gedurende de gehele PhD begeleidde ze verschillende praktische cursussen en 8 master-thesissen.

-

Redacteur: Jeroen Ongenae - Eindredactie: Ilse Vercruysse -  Illustrator: Roger Van Hecke