Prakt. Met. Sonderband 47 (2015) 229
Entwicklung einer Aufsatzmesszelle zur zerstérungsfreien, lokalen
Bestimmung des diffusiblen Wasserstoffgehalts in Stiihlen
Jens Jiirgensen, Gregor Manke, Michael Pohl,
Ruhr-Universität Bochum, Bochum
I Einführung
Insbesondere kubisch raumzentrierte, hochfeste Stähle mit einer Zugfestigkeit über 800-1000 MPa
neigen zur wasserstoffinduzierten verzögerten Rissbildung. Ursächlich für solche Werkstoffschädi-
gungen ist der im Metallgitter vorliegende diffusible Wasserstoff. Die Analyse des Wasserstoffge-
halts ist demnach für den sicheren Einsatz eines hochfesten Bauteils nötig. [1]
Konventionelle Analysemethoden zerstören das zu untersuchende Bauteil, liefern jeweils nur integ-
Sans war der rale Werte über das gesamte vermessene Probenvolumen und erfassen durch hohe Analysetempera-
Suhilitit fürdie turen auch weitgehend ungefährlichen molekularen sowie in sog. Fallen gebundenen Wasserstoff.
ren nicht mehr Die hier gezeigte elektrochemische Messmethode zeigt, dass über eine zerstörungsfreie Messung
amperaturen bis des Oxidationsstroms und die Korrelation mit exakten Messmethoden wie der HCA (Hydrogen
die Korrosion, Collecting Analysis) der diffusible Wasserstoffgehalt bestimmt werden kann.
ame komplette
turen und der
ike 2B. 144] 2 Problemstellung
Wasserstoffinduzierte Werkstoffschädigungen treten schon bei Konzentrationen von unter 1 ppm (=
0,0001 % H) auf, da sich der diffusible Wasserstoff in elastisch aufgeweiteten Gitterbereichen, z.B.
vor Riss- oder Kerbspitzen, aufkonzentriert. Ein typisches Versagensbeispiel durch wasserstoffbe-
dingte Schädigungen ist die in Abb. 1, links dargestellte Walzenabplatzung an der Arbeitswalze
varschiedensten eines Quarto-Dressiergerüstes. Hochfeste Stähle zeigen einen interkristallinen Bruchverlauf mit
ara bzw. nicht klaffenden Korngrenzen (Abb.2, rechts).
4 Messerklinge Für die Analyse des Wasserstoffgehalts muss für konventionelle Analysemethoden wie die Träger-
Dies tm der gasheißextraktion das Bauteil zerstört werden, um Proben zu entnehmen. Um diesen Schritt, gerade
it kann eine für große Bauteile, zu vermeiden, wurde eine elektrochemische Messmethode entwickelt, die es
ale von erlaubt, den diffusiblen Wasserstoffgehalt ambulant zu bestimmen. Dabei kann auf eine Zerstörung
Hea aufzeigt. des Bauteils verzichtet werden.
des Abgasrobres
edoch kann die
werden. Hierbei
a Kosten durch
Abb. 1: links: Wasserstoffbedingte Abplatzungen an der Arbeitswalze eines Quarto-Dressiergeriistes [2]
rechts: typischer Wasserstoffinduzierter interkristalliner Bruchverlauf mit klaffenden Korngrenzen
