Zakres badań podstawowych w projekcie dotyczył opisu

Nr wniosku: 172582, nr raportu: 13714. Kierownik (z rap.): dr hab. inż. Maria Jolanta Sozańska
Zakres badań podstawowych w projekcie dotyczył opisu mechanizmów niszczenia wodorowego i korozji
naprężeniowej wspomaganej wodorem wysokowytrzymałych stopów magnezu z układów Mg-Y-RE-Zr i MgAl-RE, w szczególności mało rozpoznanej korozji transkrystalicznej (TGSCC – Transgranular Stress Corrosion
Cracking) i pękania indukowanego wodorem (HIC – Hydrogen Induced Cracking) tych stopów. Magnez i jego
stopy wykazują maksymalnie zdolność do absorpcji 66,7% at. wodoru. Wodór tworzy z Mg roztwór stały
międzywęzłowy, ale najczęściej występuje w postaci wodorków. Zgodnie z układem H-Mg stabilnym
wodorkiem w układzie Mg-H jest jedynie wodorek β-MgH2 o komórce z układu tetragonalnego, metastabilny
jest wodorek γ, a istniejący tylko pod wysokim ciśnieniem - wodorek δ. Kluczowym zagadnieniem w projekcie
dla badanych materiałów było ustalenie zależności pomiędzy parametrami ilościowego opisu efektów
strukturalnych i fraktograficznych otrzymanych metodami stereologicznymi z parametrami mechanicznymi
określającymi odporność na pękanie i chemicznymi charakteryzującymi środowisko korozyjne zawierające
wodór. W celu określenia roli czynników strukturalnych w stopach magnezu na ich odporność na korozję
naprężeniową w środowisku zawierającym wodór, materiał wyjściowy miał zróżnicowany skład chemiczny oraz
mikrostrukturę. Proponowany projekt badań obejmował: wprowadzenie wodoru do próbek i określanie jego
zawartości, badania mechaniczno-korozyjne, ilościowy opis mikrostruktury stopów oraz, ilościowy opis
przełomów (rys.1 i 2).
Rys. 1. Próbka WE43 po SSRT, stan wyjściowy: widok ogólny, przełom
ciągliwy, profil oraz powierzchnia przełomu z zaznaczonymi pęknięciami
Rys. 2. Próbka WE43 po SSRT z wodorem (polaryzacja katodowa, 50 mA/cm2):
widok ogólny, przełom kruchy, profil oraz powierzchnia przełomu z
zaznaczonymi pęknięciami.
*SSRT - Slow Strain Rate Test
Zróżnicowany dobór stopów magnezu pod względem składu chemicznego (do badań wytypowano trzy stopy
magnezu zawierające pierwiastki ziem rzadkich: WE43, WE54 oraz AE44) i struktury (fazy międzymetaliczne:
np. Al4RE, Al11(RE)3, Al2RE, Mg17Al12 oraz powstające trwałe wodorki podczas nawodorowania: MgH 2, YH2,
ZrH2) wraz z aplikacją metod ilościowych metalograficznych i fraktogaficznych ich opisu, pozwoliły na:
 ustalenie wpływu czynników strukturalnych (w szczególności obecności faz międzymetalicznych z
pierwiastkami ziem rzadkich oraz z Y i Zr) mających wpływ na mikromechanizmy korozji naprężeniowej,
 wyznaczenie dla stopów po nawodorowaniu ilościowych zależności pomiędzy parametrami
fizykochemicznymi procesu nawodorowania i właściwościami mechanicznymi, a parametrami
ilościowego opisu mikrostruktury i przełomów,
 modelowy opis w stopach magnezu korozji naprężeniowej w środowisku zawierającym wodór oraz pękania
wodorowego.
Uzyskane wyniki uzupełniły istniejący stan wiedzy na temat odporności na korozję naprężeniową stopów
magnezu z układów Mg-Y-RE-Zr lub Mg-Al-RE, w ocenie niszczenia wodorowego oraz w kontroli jakości
materiałów przeznaczonych na elementy konstrukcyjne dla przemysłu samochodowego i lotnictwa.