Prakt. Met. Sonderband 50 (2016) 131
Risse in feuerverzinkten Stahlbauteilen
Caroline Freitag, Michael Panzenbock
Montanuniversitit Leoben, Department Metallkunde und Werkstoffpriifung
Kurzfassung
Immer wieder kommt es zum Versagen von Bauteilen durch plötzlich auftretende Rissbildung. Im
gegenständlichen Fall kam es zur Schädigung eines feuerverzinkten Stahlbauhohlprofiles, welches
aus einem Baustahl vom Typ S355J0 gefertigt wurde. Das Versagen ist auf eine zeitverzögerte
. Werkstoffschädigung zurückzuführen, wobei der Wasserstoff eine entscheidende Rolle spielt.
ist an den Flanken
nsangriff. b) Die
lisse und Rissver-
1. Einleitung
Stahlbauhohlprofile sind walzprofilierte Bleche, welche über eine Schweißnaht verschlossen wer-
den. Als Korrosionsschutzschicht dient häufig eine Feuerverzinkung. Derartige Profile sind fester
Bestandteil im Maschinen-, Fahrzeug-, Anlagen- und vor allem im Hochbau. Seit dem vermehrten
Auftreten von Schadensfällen an feuerverzinkten Bauteilen im Jahr 2000 [1] wurde dem Thema
„zeitverzögerte Rissbildung an Stahlbauteilen‘“ besondere Aufmerksamkeit geschenkt. Seit 2008 gilt
die Rissproblematik als gelöst [2]. Es wurden Richtlinien hinsichtlich Überprüfung von Bauwerken
und des Verzinkungsprozesses geschaffen [3]. Trotzdem kommt es immer wieder zum Auftreten
von Schadensfällen. Der vorliegende Fall beschäftigt sich mit der Ursache von zeitverzögerten Ris-
sen in einem Stahlbauhohlprofilträger mit quadratischem Querschnittsmaß von 150 mm x 150 mm
50 um x 8 mm (Bild 1). Der Träger wurde im Außenbereich eines Gebäudes als Eckpfeiler einer verglasten
a) Notfalltreppe montiert. Ein Jahr nach Fertigstellung der Treppe konnte ein Riss über die gesamte
der Schraube nach Länge des Trägers festgestellt werden. Die Temperaturen in den Wintermonaten betrugen in der
Bloch. Dendriten- Region bis zu -20°C. Fiir die Stahlkonstruktion wurde ein Baustahl vom Typ S355J0 verwendet.
ırrit (hell)
2. Methodik
Der geschädigte Hohlprofilträger (Bild 1) wurde makroskopischen, lichtoptischen und fraktographi-
schen Untersuchungen unterzogen. Es wurden die Bruchkanten separiert und Abschnitte aus den
Eckbereichen entnommen. Die Werkstoffcharakterisierung erfolgte mittels Spektralanalyse, me-
tallographischer Schliffe — entnommen aus den Eckbereichen des Stahlprofiles —, Härtemessungen
nach HV10 und Kerbschlagbiegeprüfungen an Längs- und Querproben. Abschnitte der Bruchflä-
chen wurden mit Zitronensäure gereinigt und im Rasterelektronenmikroskop (REM) untersucht.
Des Weiteren wurden Anrisse geöffnet und ebenfalls im REM beurteilt. Die Untersuchung von
Korngrenzenbelegungen erfolgte mittels Focused Ion Beam (FIB). Um den Einfluss von Wasser-
7 ; N stoff bei der Schädigung zu beurteilen wurden Wasserstoffanalysen und Laborversuche durchge-
A SENT führt. Für die Laborversuche wurden aus dem Stahlträger Probenabschnitte entnommen, die Zink-
‚erförmige Bruchflä- schicht entfernt, gebogen und unter Vorspannung in 10%iger Salzsäure ausgelagert.
