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Tesi etd-04192017-222457


Thesis type
Tesi di laurea magistrale
Author
RISCOSSA, CLARISSA
URN
etd-04192017-222457
Title
Analisi e validazione di un modello numerico della diffusione dell'idrogeno negli acciai
Struttura
INGEGNERIA CIVILE E INDUSTRIALE
Corso di studi
INGEGNERIA MECCANICA
Supervisors
relatore Prof. Beghini, Marco
relatore Prof. Valentini, Renzo
Parole chiave
  • idrogeno
  • diffusione
Data inizio appello
10/05/2017;
Consultabilità
Completa
Riassunto analitico
L’argomento del presente lavoro consiste nell’analisi e nella validazione del codice Helios2N scritto in linguaggio Matlab per lo studio della diffusione dell’idrogeno negli acciai.
Il programma consente, una volta inseriti i parametri di trappola, di riprodurre la curva di flusso tipica di una prova di permeazione.
Nel seguito dell’elaborato sono presentati il modello fisico preso a riferimento, il modello numerico su cui è implementato il programma e le configurazioni disponibili, che permettono di riprodurre differenti condizioni sperimentali. La versatilità del codice sotto questo aspetto è fondamentale.
Successivamente sono state effettuate una serie di prove parametriche per vedere l’influenza dei singoli parametri sull’esito della simulazione.
Infine sono stati effettuati confronti con i dati sperimentali, relativi alle curve di flusso ricavate durante le prove di permeazione di diversi acciai.
Il primo acciaio analizzato è l’acciaio Usibor 1500 da stampaggio a caldo. Per tale acciaio sono stati ricavati una concentrazione di trappole reversibili pari a circa N_r=3.7*〖10〗^24 atomi/m^3 e un’ energia di legame pari a circa 42 kJ⁄mol. Sempre dello stesso acciaio sono state analizzate curve di permeazione relative a concentrazioni di carica differenti e due curve di prima e seconda permeazione.
Successivamente è stata analizzata la curva di permeazione di un acciaio al C (che ha subito ricottura ‘open coil’) da medio stampaggio e successiva smaltatura. I valori di concentrazione e dell’energia di legame delle trappole reversibili trovati, sono pari rispettivamente a N_r=7.8*〖10〗^25 atomi/m^3 ed a 39.8 kJ⁄mol.
Il terzo acciaio esaminato è invece un acciaio “Interstitial free” al Ti da profondo stampaggio e successiva smaltatura per il quale sono stati ricavati N_r=8*〖10〗^25 atomi/m^3 ed E_b= 31.4 kJ⁄mol.
Infine è stata analizzata la curva di permeazione sempre di un acciaio “Interstitial free” al Ti, il cui campione esaminato è stato laminato a caldo. Per questo acciaio sono stati trovati una concentrazione e un’ energia di legame per le trappole reversibili pari rispettivamente a N_r=1.2*〖10〗^24 atomi/m^3 e a 24 kJ⁄mol.
File