TY - BOOK

T1 - Wasserstoffinduzierte Spannungsrißkorrosion an Blechen aus hochfesten Dual- und Komplexphasenstählen

AU - Scharf, Roland

N1 - gesperrt bis 03-04-2023

PY - 2018

Y1 - 2018

N2 - In der Stahlindustrie werden Bauteile aus hochfesten Mehrphasenstählen für die Automobilindustrie mit metallischen Korrosionsschutzschichten überzogen. Die unterschiedlichen Einflussgrößen zu charakterisieren, stand im Zentrum dieser Arbeit. Als bevorzugte Testmethode wurden gekerbte Zugproben statisch belastet und simultan unter korrosiven Bedingungen mit Wasserstoff beladen. Ohne korrosive in-situ Beladung trat unter keinen Prüfbedingungen eine Rissinitiierung auf. Die Haupteinflussgrößen auf die Wasserstoffsensitivität waren: Die Bruchzähigkeit von Komplexphasen und Dualphasenstählen, die Korrosions- und Elektrolytbedingungen sowie die Probengeometrie und eingebrachte Materialschädigungen. Nicht vorrangig die Zugfestigkeit, sondern viel mehr die Bruchzähigkeit des Stahlgefüges konnte als wichtigste Einflussgröße seitens des Werkstoffes charakterisiert werden. Die ausschlaggebende lokale Duktilität konnte mit Resultaten aus zeitlich wenig aufwendigen Prüfmethoden (Zugversuch, Biegeversuch, Lochaufweitungstest) korreliert werden. Die Probenherstellungsarten Stanzen, Laserbeschnitt und Fräsen zeigten eine außerordentlich starke Beeinflussung der Wasserstoffsensitivität. Die damit verbundenen Einflussgrößen Mikrorisse, Schädigungen durch Kaltverfestigung und Gefügeumwandlungen durch die Wärmebehandlung aufgrund des Laserbeschnitts werden diskutiert. Die Wasserstoffabsorptionsrate in den Versuchen wurde durch variieren des pH-Wertes, des Elektrolytvolumens und der Elektrolytkonvektionsstärke untersucht. Wurden verzinkte Proben mit freier Stahlschnittfläche untersucht, so bestimmte ausschließlich die Zinkauflösegeschwindigkeit die Wasserstoffabsorptionsrate in den Stahl. Bei blanken Proben bestimmte die Eigenkorrosionsrate den Wasserstoffeintrag. Im Allgemein führte ein niedriger pH-Wert, verzinkte Proben, starke Konvektion und ein großes Elektrolytvolumen zu einer Verminderung der Wasserstoffsensitivität. Unter bestimmten Prüfbedingungen traten hierbei jedoch Ausnahmen zu diesen allgemeinen Aussagen auf. Bei zu rascher Veränderung des eingesetzten Korrosionsmediums (pH-Verlauf) oder auftretenden Oberflächenphänomenen wie Passivierungseffekte konnten die Einflussgrößen des zu Prüfbeginns vorliegenden Korrosionsmediums verstärken oder fast gänzlich unterbinden. Die Effekte einer Veränderung des Korrosionsmediums mit der Prüfdauer werden diskutiert.

AB - In der Stahlindustrie werden Bauteile aus hochfesten Mehrphasenstählen für die Automobilindustrie mit metallischen Korrosionsschutzschichten überzogen. Die unterschiedlichen Einflussgrößen zu charakterisieren, stand im Zentrum dieser Arbeit. Als bevorzugte Testmethode wurden gekerbte Zugproben statisch belastet und simultan unter korrosiven Bedingungen mit Wasserstoff beladen. Ohne korrosive in-situ Beladung trat unter keinen Prüfbedingungen eine Rissinitiierung auf. Die Haupteinflussgrößen auf die Wasserstoffsensitivität waren: Die Bruchzähigkeit von Komplexphasen und Dualphasenstählen, die Korrosions- und Elektrolytbedingungen sowie die Probengeometrie und eingebrachte Materialschädigungen. Nicht vorrangig die Zugfestigkeit, sondern viel mehr die Bruchzähigkeit des Stahlgefüges konnte als wichtigste Einflussgröße seitens des Werkstoffes charakterisiert werden. Die ausschlaggebende lokale Duktilität konnte mit Resultaten aus zeitlich wenig aufwendigen Prüfmethoden (Zugversuch, Biegeversuch, Lochaufweitungstest) korreliert werden. Die Probenherstellungsarten Stanzen, Laserbeschnitt und Fräsen zeigten eine außerordentlich starke Beeinflussung der Wasserstoffsensitivität. Die damit verbundenen Einflussgrößen Mikrorisse, Schädigungen durch Kaltverfestigung und Gefügeumwandlungen durch die Wärmebehandlung aufgrund des Laserbeschnitts werden diskutiert. Die Wasserstoffabsorptionsrate in den Versuchen wurde durch variieren des pH-Wertes, des Elektrolytvolumens und der Elektrolytkonvektionsstärke untersucht. Wurden verzinkte Proben mit freier Stahlschnittfläche untersucht, so bestimmte ausschließlich die Zinkauflösegeschwindigkeit die Wasserstoffabsorptionsrate in den Stahl. Bei blanken Proben bestimmte die Eigenkorrosionsrate den Wasserstoffeintrag. Im Allgemein führte ein niedriger pH-Wert, verzinkte Proben, starke Konvektion und ein großes Elektrolytvolumen zu einer Verminderung der Wasserstoffsensitivität. Unter bestimmten Prüfbedingungen traten hierbei jedoch Ausnahmen zu diesen allgemeinen Aussagen auf. Bei zu rascher Veränderung des eingesetzten Korrosionsmediums (pH-Verlauf) oder auftretenden Oberflächenphänomenen wie Passivierungseffekte konnten die Einflussgrößen des zu Prüfbeginns vorliegenden Korrosionsmediums verstärken oder fast gänzlich unterbinden. Die Effekte einer Veränderung des Korrosionsmediums mit der Prüfdauer werden diskutiert.

KW - galvanic corrosion

KW - hydrogen embrittlement

KW - steel coatings

KW - ultra-high strength steel sheet

KW - automotive application

KW - HISCC

KW - Mehrphasenstähle

KW - galvanische Korrosion

KW - Wasserstoffanalytik

KW - Wasserstoffversprödung

KW - elektrochemische Korrosionsuntersuchungen

KW - Automobilanwendung

M3 - Dissertation

ER -