Untersuchung des Wechselwirkungsmechanismus zwischen Werkstoff und Wasserstoff während des Beizvorganges unter Einwirkung von Inhibitoren (DIN 50940 Teil 2)

Abstract

Die fertigungsbedingte Wasserstoffversprödung ist eine der Hauptursachen für kritische Ausfälle von Werkstoffen in komplexen Belastungsszenarien und erfordert ein umfassendes Verständnis des Wasserstoffeintrags während des Herstellungsprozesses. Insbesondere die Oberflächenvorbehandlung durch Beizen mit Säuren ist durch die in situ Entstehung von Wasserstoff eine potenzielle Quelle für den Wasserstoffeintrag, der durch die Verwendung von Beizinhibitoren vermieden werden soll. Für Untersuchungen zur Wasserstoffaufnahme stehen unterschiedliche analytische Verfahren zur Verfügung, die die Affinität eines Werkstoffes mittels elektrochemischer Permeation, Heißgasextraktion oder Verspannungsprüfung testen.

Im Rahmen dieses Projektes wurde die Reproduzier- und Vergleichbarkeit dieser Methoden an ausgewählten Stählen (DC01, C75, 16MnCr5, 27MnCrB5, CR-Stähle) mit unterschiedlichen Inhibitoren getestet, validiert und die Messwerte erstmals verfahrensübergreifend in der Form eines "Material Embrittlement Index" zur Vorhersage der Ausfallwahrscheinlichkeit zusammengetragen. Die erzielten Ergebnisse bilden die Grundlage für einen Prüfstandard, welcher allgemein für die Qualifikation neuer Werkstoffe, Prozesschemie oder Forschungszwecke eingesetzt werden kann. Die Ergebnisse des Projektes bilden die Grundlage für die Entwicklung der Norm DIN 50940-2.