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Vortrag

Wasserstoffinduzierte Schäden: Einfluss der Mikrostruktur und der Legierungszusammensetzung hochfester Stähle auf die Anfälligkeit für Wasserstoffversprödung

Wednesday (18.09.2019)
15:10 - 15:30 Uhr Saal Hamburg 1

Der steigende Bedarf an hoch- und höchstfesten Stählen treibt die innovative Werkstoffentwicklung und -prüfung in allen Branchen des Maschinen- und Anlagenbaus stetig voran.

Mit dem Einsatz hochfester Stahlbauteile steigt jedoch das Risiko eines Versagens durch wasserstoffinduzierte Spannungsrisskorrosion (H-Sprk). Die Ursache für das Auftreten von einer wasserstoffinduzierter Spannungsrisskorrosion ist stets ein dafür anfälliger Werkstoffzustand. Bereits ab einer Festigkeit von 1000 MPa gelten Stähle grundsätzlich als anfällig. Allerdings ist nicht nur die Festigkeit ausschlaggebend, weil durch Optimierungen der Legierungszusammensetzung und der Mikrostruktur bei ähnlicher Festigkeit eine Reduzierung der Anfälligkeit gegen H-Sprk erzielt werden kann, was z.B. Grundlage für die Entwicklung hochfester Bleche oder ultrafester Schrauben ist.


Anhand eines Schadensbeispiels einer gebrochenen hochfesten Schraube wird der Einfluss der Werkstoffmikrostruktur sowie der chemischen Zusammensetzung auf die Anfälligkeit für H-Sprk gezeigt.

Dabei werden sowohl der Werkstoffzustand als Ursache für H-Sprk als auch die Gefährdungspotenziale bezüglich der Wasserstoffaufnahme durch Fertigung bzw. im Betrieb sowie die mechanischen Beanspruchungen berücksichtigt. Die metallographischen Untersuchungen zum Einfluss der Gefügemikrostruktur und der chemischen Zusammensetzung werden um analytische Methoden zur Wasserstoffanalytik sowie der Bestimmung der Wasserstoffbindungsenergien ergänzt.

Es wird gezeigt, dass eine höhere Bindungsenergie die Wasserstoffdiffusion im Stahl behindert und die Anfälligkeit für Wasserstoffversprödung erheblich reduzieren. Die Menge und Stärke dieser Fallen wird durch die Legierungselemente der Stähle und die Mikrostruktur beeinflusst.

Sprecher/Referent:
Dr. Holger Hoche
Technische Universität Darmstadt
Weitere Autoren/Referenten:
  • Prof. Dr. Matthias Oechsner
    Technische Universität Darmstadt
  • Sören Trollst
    Technische Universität Darmstadt