Hydrogen embrittlement of advanced AM components
- Reference number
- FID22-0040
- Project leader
- Andersson Östling, Henrik
- Start and end dates
- 230801-280731
- Amount granted
- 2 500 000 SEK
- Administrative organization
- Swerim Kista
- Research area
- Materials Science and Technology
Summary
The transformation to a fossil free society requires new energy carriers. One of the strongest carriers is hydrogen. Hydrogen can be produced using renewable energy with a net-zero carbon imprint. Hydrogen is used as a fuel in rocket engines today and is foreseen to be used in aero engines as well as in the automotive industry. Another sector driven by zero emission production is the Swedish steel making industry. The use of hydrogen in all these industry sectors requires both an understanding of the hydrogen embrittlement phenomena as well as facilities for relevant materials testing in high pressure hydrogen. Detailed knowledge of the physical phenomena and characterization of the mechanical performance in high pressure hydrogen is vital for safe design and the use of metals in hydrogen applications. This is a must before a complete transformation to a hydrogen society can be made. This proposed project aims at: 1)"Developing capability for characterization of mechanical performance in high pressure hydrogen. 2)"Determine the extent of hydrogen embrittlement of AM built Alloy 718 at conditions relevant for rocket and aero engine components. 3)"Determine the mechanisms and develop an understanding for hydrogen embrittlement in AM built Alloy 718 exposed to high pressure hydrogen.
Popular science description
I omvandlingen av samhället till ett fossilfritt samhälle behövs nya energibärare. En sådan energibärare är vätgas. Vätgas kan produceras med förnybara energikällor vilket ger ett nolltillskott av koldioxid till omgivningen. Den behöver sedan transporteras lagras och användas. Två användningar av vätgas är redan välkända, som bränsle i rymd och flygtillämpningar och som reduktionsämne i tillverkningen av fossilfritt stål. Användningen av vätgas i industrin kräver både en förståelse för vätgasförsprödning och tillgång till anläggningar där detta kan studera experimentellt. Kunskap om fysikaliska processer och materialdata krävs för säker konstruktion och användande av metaller i vätgasatmosfärer. Bara när sådan information finns framme kan omvandlingen till ett vätgassamhälle genomföras. Metaller är besvärligt i sig men additivt tillverkade material, vardagligt kallat 3D-tillverkade material, ger än större utmaningar. 3D material används inom flyg och rymdindustrin då det tillåter komplicerade konstruktioner och specialanpassade materiallösningar. I framtida motorer som använder vätgas som bränsle är kunskaper om hur 3D printade metaller reagerar í väte oerhört väsentligt. Sverige saknar idag experimentell utrustning för att prova metalliska material i högtrycksvätgas. Detta kommer snart att ändras då det vid Swerim AB i Luleå under 2023 kommer att installeras ny utrustning. Kvalificerade forskare behövs inom satsningen och det här projektet syftar till att utbilda en teknisk doktor specialiserad på metalliska material i vätgasmiljö.