14. Elektronenmikroskopische Fraktographie - Möser, Martin

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Stähle mit Festigkeiten unter 1250 MPa, ungünstigenfalls liegt diese Grenze bei ca. 1000 MPa,
sind gegenüber von außen eindringendem Wasserstoff, der beim elektrolytischen Plattieren oder
durch Korrosionsvorgänge entsteht, wenig empfindlich. Trotzdem wird auch bei diesen Stählen
Wasserstoffrissigkeit gefunden. Offensichtlich ist dies an zwei Voraussetzungen gebunden:
– Das Wasserstoffangebot muss hoch sein. Das ist der Fall, wenn Wasserstoff mit der Schmelze
aufgenommen wurde, oder wenn eine Korrosion in Gegenwart von Verbindungen abläuft, die
die Rekombination des Wasserstoffes behindern, wie das bei der Korrosion durch Schwefelwasserstoff
der Fall ist (s. [24, 26]). Außer Schwefelwasserstoff sind unter anderem
Verbindungen des Phosphors (z. B. als PH3), des Arsens (As2O3), des Selens und auch Cyanide
als Reaktionsgifte bzw. Promotoren bekannt [27].
– Der im Gitter bewegliche, atomare Wasserstoff hat zwar einen gewissen versprödenden
Einfluss, aber er ist zunächst nicht in der Lage, rissauslösend zu wirken. Vielmehr muss er erst
extrem konzentriert werden. Das kann über die schon erwähnte molekulare Zwischenspeicherung
in Poren und Einschlusshohlräumen erreicht werden.
Zur Rissbildung kommt es dann, wenn diese relativ große Wasserstoffmenge in den atomaren
Zustand zurückversetzt wird, was durch Fließvorgänge bewirkt werden kann. Dieser Effekt zeigt
sich am deutlichsten bei den vom Schweißen her bekannten Fischaugen, die nachweislich erst
beim Erreichen der Fließgrenze entstehen; man findet sie hauptsächlich auf den Bruchflächen
von Schweißbiegeproben (Abb.14.9a). Über ihren Entstehungsmechanismus existiert folgende
Vorstellung:
a) b)
Abb. 14.9 „Fischauge“ in Schweißnaht
a) Der Wasserstoff hatte sich an einem Einschluss gesammelt und eine Pore gebildet.
b) Feine Bruchfacetten, von Mikroporen durchsetzt