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Tapaswani Pradhan

• To gain a detailed insight into hydrogen embrittlement (HE) mechanisms in Fe, H diffusion in bulk Fe and its interaction with various defects using atomistic simulations were studied. These simulations were carried out with varying models of interatomic interactions. H diffusion in bulk fcc Fe is more difficult than in bcc Fe. The key points for H behavior near defects are: in case of GBs, H segregation energies range from -0.2 eV to -0.6 eV. These strong interactions result in slow diffusion of H near GBs. For dislocations (screw, mixed and edge 1/2 <111>), it was observed that H inhibits the dislocation glide when placed at a strong binding site. Furthermore, a detailed study of H diffusion near defects suggested there exist fast as well as slow diffusion channels in bcc Fe but overall H diffusion is impeded near defects in comparison to that in bulk. By carefully executing these atomistic simulations, this thesis provides qualitative analysis for proposed HE mechanisms.
• Es wird ein detaillierter Einblick in die Mechanismen der Wasserstoffversprödung (HE) in Fe gewonnen, die H-Diffusion in Fe und ihre Wechselwirkung mit verschiedenen Defekten mithilfe atomistischer Simulationen untersucht. Diese Simulationen wurden mit unterschiedlichen Modellen interatomarer untersucht. Die H-Diffusion in massivem fcc-Fe ist schwieriger als in bcc-Fe. Für GBs liegen die H-Segregation Energien im Bereich von -0,2 eV bis -0,6 eV. Für Dislocations (screw, mixed und edge 1/2 <111>) wurde beobachtet, dass H das Gleiten der Versetzung hemmt, wenn es an einer starken Bindungsstelle platziert wird. Darüber hinaus gibt es für die H-Diffusion in der Nähe von Defekten sowohl schnelle als auch langsame Diffusionskanäle in bcc-Fe, aber die gesamte H-Diffusion ist im Vergleich zu der in der Masse behindert. Durch die sorgfältige Durchführung dieser atomistischen Simulationen liefert diese Arbeit eine qualitative Analyse der vorgeschlagenen HE-Mechanismen.