Makromechanisches Modell zur Vorhersage der Anfälligkeit für Säurekorrosion und Wasserstoffversprödung austenitischer dünner Bleche und Folien nach komplexen Umformprozessen

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professorin Dr.-Ing. Birgit Awiszus; Dr.-Ing. Thomas Mehner
• Fachliche Zuordnung: Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 428159001

Obwohl die Mikrostruktur bekanntermaßen das Korrosionsverhalten beeinflusst, können Korrosionsraten nach dem Stand der Wissenschaft und Technik nur in wenigen Fällen vorausgesagt werden und sind bisher unzureichend durch makromechanische Simulationen zugänglich. In dem vorherigen DFG-Projekt AW 6/27-1/LA 1274/27-1 wurden die Zusammenhänge zwischen Mikrostruktur und Korrosionsrate für die Werkstoffe DC04 und Al99,5 bei Flächenkorrosion qualitativ und quantitativ erfasst und in makromechanische FEM-Simulationen implementiert. Aufbauend auf diesen Erkenntnissen erfolgen im vorliegenden Vorhaben Modellerweiterungen auf (a) einen komplexer zusammengesetzten Werkstoff (Stahl 1.4404), (b) auf die Korrosionsart Wasserstoffversprödung und (c) auf den komplexeren mehrachsigen Umformprozess des Tiefziehens dünner Metallfolien (Foliendicke < 0,5 mm). Dazu werden neue mathematisch-physikalische sowie numerische Ansätze abgeleitet und in FEM-Simulationen überführt. Damit wird für den wichtigen Werkstoff 1.4404 erstmals die Vorhersage der Korrosionsrate und der Anfälligkeit für Wasserstoffversprödung in Abhängigkeit des mikrostrukturellen, durch Umformung beeinflussten Zustands möglich. Darauf aufbauend kann in der Anwendung des Werkstoffs in metallischen Bipolarplatten der optimale Werkstoffzustand berechnet werden, der zu einem verbesserten Korrosions-widerstand zur Steigerung der Lebensdauer von Brennstoffzellen führt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortliche: Dr.-Ing. Carolin Binotsch; Professor Dr.-Ing. Thomas Lampke