Studentische Arbeit zur mikrostrukturbasierten Simulation von Duplexstählen unter Wasserstoffeinfluss

IDEeP

StudentischeArbeit

Mikrostrukturbasierte Simulation von

Duplexstählen unter

Wasserstoffeinfluss

Untersuchung der Wasserstoffverteilung und deren

beeinflussung durch lokale Effekte

Institut Prof. Dr.-Ing. ThomasSeifert

Das IDEeP entwickelt nachhaltige Lösungen für Industrie 4.0, optimiert Produktion- M.Sc. RenéZandomeni

sprozesseundschafftdirektenNutzenfürGesellschaftundWirtschaft.

Motivation & Thema

WasserstoffinduzierteSchädigungsmechanismenstelleneinezentraleHerausforderung

beiderEntwicklungvonhochbelastbarenmetallischenWerkstoffendar. Duplexstähle,

aufgrundihrerMikrostrukturausAustenit-undFerritphasen,bieteneineguteKombi-

nation aus Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit, sind jedoch ebenfalls anfällig für

Wasserstoffversprödung. Insbesondere die lokale Verteilung von Wasserstoff in den

einzelnenPhasenundderenAbhängigkeitvonMikrostrukturparameternundUmform-

graden beeinflussen maßgeblich die Werkstoffeigenschaften und das Versagensver-

halten. Simulationsbasierte Ansätze bieten hier eine wertvolle Möglichkeit, solche

Phänomene auf Mikrostrukturebene zu analysieren und ein tiefgreifendes Verständ-

nisfürdenEinflussvonWasserstoffzuentwickeln.

Das Ziel dieser Arbeit ist die numerische Analyse des Einflusses von Wasserstoff auf

das mikrostrukturelle Verhalten von Duplexstählen. Im Fokus steht die Simulation

der initialen lokalen Wasserstoffverteilung in den Phasen Austenit und Ferrit, unter

BerücksichtigungvariierenderVolumenanteileundUmformgrade. EinzentralerSchw-

erpunkt der Untersuchung liegt auf der Anwendung eines lokalen sowie eines nicht-

lokalengradientenbasiertenKristallplastizitätsmodells. DiesebeidenModelledienen

der Beschreibung der isotropen und kinematischen Verfestigung sowie der Berech-

nung geometrisch notwendiger Versetzungen und Wechselwirkung mit dem Wasser-

stoff. ErgänzendsollenspezifischeErmüdungs-Indikator-Parameter(FatigueIndicator

Parameters, FIPs), die den Einfluss von Wasserstoff einbeziehen, auf der Mikrostruk-

turebeneanalysiertundbewertetwerden.

Dein Profil

•StudierendederIngenieurwissenschaftenoderverwandtenFachrichtungen

•GrundkenntnisseinderFinite-Elemente-Methode(idealerweisemitAbaqus)

•InteresseannumerischerSimulationundWerkstoffmodellierung

•ErsteProgrammierkenntnisse(z.B.Python)sindvonVorteil

Arbeitspakete

•Einarbeitung&Recherche

•Simulationsstudien&Ergebnisanalyse

•Dokumentation&Auswertung

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•RenéZandomeni,M.Sc.

RaumE301,<rene.zandomeni@hs-offenburg.de>

StudiengangMME January27,2025