Schlussbericht zum WIPANO-Projekt InhiBeizNorm: Untersuchung des Wechselwirkungsmechanismus zwischen Werkstoff und Wasserstoff während des Beizvorganges unter Einwirkung von Inhibitoren (DIN 50940 Teil 2)

Abstract

Im Projekt "InhiBeizNorm" wurden umfangreiche röntgendiffraktometrische Untersuchungen durchgeführt, um den Einfluss von Wasserstoff auf hochfeste Stähle während des Beizprozesses zu analysieren. Schwerpunkt war die energiedispersive Röntgendiffraktion zur Bestimmung von Eigenspannungen und mikrostrukturellen Veränderungen in unterschiedlichen Stahlwerkstoffen. Hierfür kamen am Helmholtz-Zentrum Berlin zwei spezielle Labor-Diffraktometer zum Einsatz, mit denen tiefenaufgelöste Spannungsanalysen bis etwa 100 µm möglich waren. Untersucht wurden insbesondere C-Ring-Proben aus hochfesten Stählen wie C75 und 27MnCrB5 im gebeizten und ungebeizten Zustand. Die Messungen zeigten, dass Wasserstoffeintrag nicht direkt zu messbaren Änderungen des Kristallgitters führte, jedoch deutliche Auswirkungen auf das mechanische Verhalten und die Spannungsverteilungen der Proben hatte. Besonders C75-Stähle hoher Härte zeigten nach dem Beizen ein sprödes Bruchverhalten sowie erhöhte Zug- und Druckspannungen, was auf wasserstoffinduzierte Schädigungen hinweist. Zusätzlich wurde ein Zwei-Detektor-Setup entwickelt, um zeitkritische Messungen direkt nach dem Beizen schneller durchführen und Oxidphasen eindeutig identifizieren zu können. Die Ergebnisse der Röntgenanalysen lieferten wichtige Erkenntnisse über den Zusammenhang zwischen Wasserstoffaufnahme, Eigenspannungen und Materialversagen. Zusammen mit den Ergebnissen der Projektpartner bilden sie eine Grundlage für die zukünftige Normung von Prüfverfahren in DIN 50940 Teil 2.