Vliv vodíku na vlastnosti Al slitin používaných v turbodmychadlech

Abstract

Tato bakalářská práce se zabývá vlivem plynného vodíku na hliníkovou slitinu EN AW 2618A + T6, která se běžně používá pro výrobu kompresorových kol turbodmychadel. Cílem práce je vyhodnotit změny mechanických vlastností, mikrostruktury a lomového chování této slitiny po vystavení prostředí čistého vodíku po dobu 168 h při teplotě 200 °C a tlaku 3 bary. Pro odlišení vlivu teploty od vlivu působení vodíku byl proveden žíhací experiment při stejné teplotě a výdrži. V rámci práce byly provedeny tahové zkoušky, metalografická a fraktografická analýza. Výsledky ukázaly, že teplotní expozice vedla k přestárnutí materiálu a poklesu tvrdosti, zatímco samotný vliv vodíku se projevil mírným snížením meze kluzu a pevnosti v tahu, bez zásadních změn mikrostruktury. Materiál se porušoval ve všech případech tvárným mechanismem s jamkovou morfologií, kdy byla lokálně zjištěna dekoheze po hranicích zrn nízkoenergetického tvárného charakteru. Celkově byl vliv plynného vodíku na vlastnosti studované slitiny EN AW 2618A pro dané podmínky expozice vyhodnocen jako nevýznamný, což ukazuje na možnosti využití této slitiny v aplikacích s vodíkovým palivem.

This bachelor’s thesis investigates the effect of hydrogen gas on the aluminium alloy EN AW 2618A + T6, which is commonly used for the production of turbocharger compressor wheels. The aim of the thesis is to evaluate changes in the mechanical properties, microstructure, and fracture behaviour of the alloy after exposure to pure hydrogen environment for 168 hours at a temperature of 200°C and a pressure of 3 bar. To distinguish the effect of temperature from the effect of hydrogen exposure, an annealing experiment was performed at the same temperature and endurance. To distinguish the effect of temperature from the effect of hydrogen exposure, an annealing experiment was performed at the same temperature and endurance. Tensile tests, metallographic analysis, and fractographic analysis were carried out as part of the study. The results showed that the temperature exposure led to an over-aging of the material and a decrease in hardness, while the effect of hydrogen alone resulted in a slight decrease in yield stress and tensile strength, with no significant changes in microstructure. The material failed in all cases by a ductile mechanism with dimpled morphology, with local decohesion along grain boundaries of low-energy ductile nature. Overall, the effect of hydrogen gas on the properties of the studied alloy EN AW 2618A for the given exposure conditions was evaluated as insignificant, which indicates the possibility of using this alloy in hydrogen fuel applications.