Prakt. Met. Sonderband 47 (2015) 203
oder ggfyan:
ic Versagen von feuerverzinkten Stahlbauteilen
Xi Komosigps.
Michael Panzenbock”, Francisca Mendez-Martin®, Boryana Rashkova®, Patric Schiitz* und
Robert Kaiser®
ADepartment Metallkunde und Werkstoffpriifung, Montanuniversitit Leoben, Osterreich
BInstitut fiir Mechanik, Montanuniversitit Leoben, Osterreich
Kurzfassung
Die Versprodung von Metallen, ausgelöst durch flüssiges Zink, ist seit rund 140 Jahren bekannt.
William H. Johnson [1] stellte fest, dass Eisen sein Umformvermégen einbiifit, wenn es in ge-
schmolzenes Zink getaucht’wird. Dieses Phdnomen fiihrt auch heute noch zu erheblichen Schäden
an feuerverzinkten Stahlbauteilen. Grof8es Hauptaugenmerk ist dabei nicht nur auf die Zusammen-
ar setzung der Zinkschmelze sondern auch auf die Stahlzusammensetzung zu legen.
1 Einleitung
ahr 1970 kam Stahlbaukonstruktionen, die vorwiegend aus allgemeinen Baustählen vom Typ S235J2 oder S355JR
na und manee!- gefertigt werden, sind in der Regel witterungs- und umweltbedingten Einflüssen ausgesetzt. Um
id an der einer Schädigung durch Korrosion entgegenzuwirken, werden in der Praxis mehrere Wege beschrit-
hilum ten. Einerseits können legierungstechnische Maßnahmen zum Einsatz kommen, die den Stihlen
an sail eine gewisse Korrosionsträgheit verleihen („Wetterfeste Baustähle‘“). Andererseits kommen in vie-
+ Ssaluee len Fällen sowohl Überzüge auf Polymerbasis (Lacke, Pulverbeschichtungen) als auch metallische
fi 2 i Uberziige zum Einsatz.
to] Am häufigsten werden heutzutage Zinküberzüge aufgebracht, wobei vorwiegend das Feuerverzin-
a i ken Anwendung findet. So werden mehr als 50 % der Weltproduktion von Zink fiir den Korrosions-
a, » schutz von Stählen herangezogen.
et pha In den Jahren 2000 bis 2010 kam es zum gehéuften Auftreten von Schäden an feuerverzinkten Bau-
els 7 ve teilen mit oftmals verheerenden Auswirkungen auf die jeweiligen Stahlkonstruktionen. Untersu-
chungen haben gezeigt [2], dass fliissigmetallinduzierte Spannungsrisskorrosion, welche als Lot-
briichigkeit bzw. als ,,Liquid Metal Embrittlement” (LME) bezeichnet wird, fiir das Versagen ver-
antwortlich war. Es konnten niedrigschmelzende Metallanteile in der Zinkschmelze bzw. in dem
daraus resultierenden Zinküberzug und innerhalb der Risse identifiziert werden. Tatsächlich sind
noch weit mehr Faktoren (wie Temperaturverteilung, Dehnungsverteilung, Zinkbadzusammenset-
«gli zung, usw.) für diese Art der Schädigung verantwortlich. Ein Großteil davon ist in [3-5] zusam-
a mengefasst und gegenübergestellt.
Im gegenständlichen Fall kam es zur Schädigung von gebogenen Stabstahlteilen, die einer perma-
a ACH VE nenten Zugbelastung ausgesetzt waren. Bei einigen Dutzend Bauteilen trat schlagartiges Versagen
0 auf (Bild 1 und Bild 2). Im Zuge der ersten Untersuchungen wurde Lotbriichigkeit als Ubeltéter fiir
die Misere identifiziert. Jedoch konnten keine merklichen Anreicherungen an niedrigschmelzenden
Metallen an den mit Zink belegten Rissflanken ermittelt werden.
