Korrosionsarten mit zusätzlicher
mechanischer Beanspruchung
 Wasserstoffinduzierte
(H-induzierte)
Sprödbruchbildung

Oberbegriff für eine Beeinträchtigung oder ein Versagen von Bauteilen aus Stählen mit hochfesten Werkstoffzuständen infolge einer Wechselwirkung des Werkstoffs mit Wasserstoff. Hierbei muß unterschieden werden, ob der schädigende Wasserstoff bereits vor dem Aufbringen einer mechanischen Zugbeanspruchung als  „innerer“ Wasserstoff in einem Werkstoff vorliegt oder ob der Wasserstoff als „äußerer“ Wasserstoff von einem Werkstoff aufgenommen wird, der bereits einer Zugbeanspruchung ausgesetzt ist. Die Zugbeanspruchungen können hierbei Zug-Lastspannungen und/oder Zug-Eigenspannungen sein.

Die Gefahr eines wasserstoffinduzierten Sprödbruchs ist unter folgenden Voraus-
setzungen gegeben
(Bild 4):
 
  • Es muß ein Werkstoff mit einer erhöhten Empfindlichkeit gegenüber H-induzierter Sprödbruchbildung vorliegen.

  • Es muß ein spezifisches Korrosionsmedium wirken, gegenüber dem der Werkstoff eine besondere Empfindlichkeit in bezug auf H-induzierte Sprödbruchbildung besitzt.

  • Der Werkstoff muß einer mechanischen Beanspruchung durch Zuglastspannungen
    und/oder Zugeigenspannungen ausgesetzt sein.

Bild 4: Voraussetzungen für das Aufteten eines wasserstoffinduzierten Sprödbruchs

Wasserstoffversprödung. Vorgang, bei dem es infolge von bereits im Werkstoff vorhandenem diffusiblem Wasserstoff bei oder nach Aufbringen einer Zugspannung örtlich zu einer kritischen Wasserstoffkonzentration und als Folge hiervon zu einem verzögerten spröden Anriß oder einem verzögerten Sprödbruch kommt. Der schädigende Wasserstoff stammt meist aus Fertigungsprozessen, bei der Schraubenfertigung z.B.
 
- Gasaufkohlen (Einsatzhärten),
- Beizen,
- Phosphatieren,
- galvanische Oberflächenbehandlung.
 
Die Anfälligkeit von Stählen gegenüber einer Wasserstoffversprödung beginnt bei Werkstoffestigkeiten oberhalb von rd. 1200 N/mm2 oder Härten von rd. 370 HV.
 
Die Gefahr einer Wasserstoffversprödung infolge einer fertigungsbedingten Wasserstoff-aufnahme kann durch geeignete fertigungsbegleitende Maßnahmen auf ein Minimum reduziert werden. Die wirkungsvollste Maßnahme ist die Begrenzung der Wasserstoffaufnahme, insbesondere im Rahmen von chemischen oder galvanischen Oberflächenbehandlungsprozessen. Hierzu wendet ABC ein patentiertes Verfahren an.
 
Wasserstoffinduzierte Spannungsrißkorrosion (SpRK). Mechanismus, bei dem in einem unter Zugspannung stehenden Werkstoff infolge der kathodischen Teilreaktion eines Korrosionsprozesses (kathodische Reduktion) eine elektrochemische Wasserstoffent-
ladung und eine Eindiffusion von atomarem Wasserstoff stattfindet. Beim Erreichen eines kritischen Wasserstoffgehalts verzögerter spröder Anriß oder verzögerter Sprödbruch. Wasserstoffaufnahme bei einer wasserstoffinduzierten SpRK z. B.
 
- bei Korrosionsreaktionen im Betrieb,
- beim Mechanismus des kathodischen Korrosionsschutzes.
 
Die Anfälligkeit von Stählen gegenüber einer wasserstoffinduzierten SpRK beginnt bei Werkstoffestigkeiten oberhalb von rd. 1000 N/mm2 oder Härten von rd. 320 HV.
 
Anodische SpRK (z. B. durch Chlorionen): Im allgemeinen nur bei passiven Werkstoffen (z.B. nichtrostende austenitische Stähle). Rißkeimbildung als Ausgangspunkt einer anodischen SpRK entweder im Bereich örtlicher Verletzungen der Passivschicht aus dem Werkstoffinneren (durchstoßende Gleitungen bei plastischer Verformung) oder im Bereich einer örtlichen Zerstörung der Passivschicht durch äußere Einwirkungen. Rißfortschritt durch anodische Metallauflösung an der Rißspitze.