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ZVO-Oberflächentage 2018: Wasserstoffversprödung beim Beizen

„Wasserstoffversprödung beim Beizen – ein Phänomen zwischen ewigen Weisheiten und neuen Untersuchungsergebnissen“ ist der Titel eines dreiteiligen Beitrags im Rahmen des Vortragsblocks „Von der Prozessüberwachung zur Produktqualität“ am Freitagvormittag, 21. September, in Saal 5 des Congress Centers Leipzig.

Die mechanischen Eigenschaften hochfester Bauteile werden unter anderem über Wärmebehandlung wie Vergüten oder Einsatzhärten eingestellt. Der sich anschließende Beschichtungsprozess verleiht den Bauteilen ihren Korrosionsschutz, tribologische und optische Eigenschaften. In den genannten Prozessschritten wird in der Fachliteratur die Möglichkeit einer fertigungsbedingten Bauteilversprödung durch Wasserstoff beschrieben.

Mit Hilfe neuer Untersuchungsmöglichkeiten soll der Frage nachgegangen werden, wann sich in dem System Werkstoff, mechanisches Belastungskollektiv und Wasserstoffangebot ein kritischer Bauteilzustand einstellt. Die Vortragsreihe beschäftigt sich sowohl mit modifizierten Prüfverfahren in der Bauteilverspannung, als auch mit elektrochemischen Prüfverfahren und diskutiert die Bedeutung der heute verwendeten Modellprüfkörper und deren Prüfkörpereigenschaften am Beispiel von Wellensicherungsringen.

Die Anwendung der genannten Untersuchungsmethoden erfolgt auf einen Beizprozess, elementarer Bestandteil in der Vorbehandlung von Beschichtungsprozessen. Besonderes Augenmerk gilt dabei der Vorbehandlung von höherfesten Stahlteilen ab einer Zugfestigkeit von 800 MPa zum Beispiel in Verzinkungsprozessen.

In der Vergangenheit waren Anwender und Entwickler in der Bewertung der Wirkung von Beizprozessen auf ihre hausinternen Prüfvorschriften angewiesen. Dies stellte sowohl die Chemiefachfirmen als auch die Anwender vor die Herausforderung, eine gemeinsame Bewertungsbasis ihrer Produkte bzw. Prozesse zu finden.

Der Vortrag zeigt Ergebnisse auf, mit denen Anwender und Entwickler Prozessparameter definieren können, welche die Hemmwirkung der Beize (Metallauflösung) und die Wasserstoffbeladung der Bauteile in hochdynamischen Beizprozess prüfen können. Vorliegende neue Messergebnisse lassen einen neuen Blickwinkel auf die Wirkung von Beizen und der in ihnen eingesetzten Beizinhibitoren entstehen. Abgeleitet aus diesen Ergebnissen wird eine neue Arbeitshypothese zur Wasserstoffbeladung in Beizbädern vorgestellt und diskutiert.

Der abschließende Ausblick zeigt Möglichkeiten auf, wie sich durch das vorgestellte Modell Einfluss auf eine mögliche Bauteilversprödung durch Wasserstoff in einem ganzheitlichen elektrochemischen Verzinkungsprozess nehmen lässt.

Das Schwerpunktthema Wasserstoffversprodung ergänzt der erst vor kurzem zusätzliche ins Programm genommene Vortrag „Galvanische Prozesse und Wasserstoffversprödung – ein neuer Ansatz“ von Prof. Renzo Valentini von der DICI-Universität Pisa, Italien.

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