Wasserstoffversprödung

Was bedeutet Wasserstoffversprödung?

Die Wasserstoffversprödung (HE) ist ein Prozess, der zu einer Verringerung der Zähigkeit oder Duktilität eines Metalls aufgrund des Vorhandenseins von atomarem Wasserstoff führt.

Faust erklärt die Wasserstoffversprödung

Die Wasserstoffversprödung beginnt damit, dass einzelne Wasserstoffatome durch das Metall diffundieren. Bei hohen Temperaturen ermöglicht die erhöhte Löslichkeit von Wasserstoff, dass Wasserstoff in das Metall diffundiert, oder der Wasserstoff kann bei einer niedrigen Temperatur, unterstützt durch einen Konzentrationsgradienten, eindiffundieren. Wenn sich diese Wasserstoffatome in winzigen Hohlräumen der Metallmatrix rekombinieren, um Wasserstoffmoleküle zu bilden, erzeugen sie Druck aus dem Inneren des Hohlraums, in dem sie sich befinden. Dieser Druck kann auf ein Niveau ansteigen, bei dem das Metall eine verringerte Duktilität und Zugfestigkeit aufweist, bis zu dem Punkt wo es aufbricht, ein Prozess, der als wasserstoffinduziertes Cracken (HIC) bekannt ist. Am anfälligsten sind hoch- und niedriglegierte Stähle, Nickel- und Titanlegierungen.

Die Wasserstoffversprödung wurde klassischerweise als zwei Arten erkannt:

  • Innere Wasserstoffversprödung: Diese tritt auf, wenn der Wasserstoff in geschmolzenes Metall eintritt, das unmittelbar nach dem Erstarren mit Wasserstoff übersättigt wird.
  • Umweltbedingte Wasserstoffversprödung: Diese entsteht durch die Aufnahme von Wasserstoff durch feste Metalle. Es kann während Wärmebehandlungen bei erhöhter Temperatur und im Betrieb während des Galvanisierens, Kontakt mit Wartungschemikalien, Korrosionsreaktionen, kathodischem Schutz und Betrieb in Hochdruckwasserstoff auftreten.

Wasserstoffversprödung kann verhindert werden durch:

  • Kontrolle von Spannungsniveau (Rest oder Last) und Härte
  • Vermeidung der Wasserstoffquelle
  • Backen, um Wasserstoff zu entfernen