Wasserstoffversprödung ist bei bestimmten Werkstoffen ein großes Problem, insbesondere bei solchen, die in hochbelasteten Anwendungen eingesetzt werden.
Welche Materialien sind anfällig für Wasserstoffversprödung? (5 Schlüsselmaterialien)
1. Hochfeste Stähle
Hochfeste Stähle sind mit am anfälligsten für Wasserstoffversprödung.
2. Titan-Legierungen
Titanlegierungen sind ebenfalls sehr anfällig für die Auswirkungen der Wasserstoffversprödung.
3. Aluminium-Legierungen
Aluminiumlegierungen sind aufgrund von Wasserstoffversprödung ähnlich gefährdet.
4. Edelstahl-Legierungen
Bei Edelstahllegierungen kann es zu einer Wasserstoffversprödung kommen, insbesondere bei Glühprozessen.
5. Magnetische Stahllegierungen
Magnetische Stahllegierungen sind nicht immun gegen Wasserstoffversprödung und erfordern eine sorgfältige Handhabung.
Wasserstoffversprödung tritt auf, wenn Wasserstoffatome in diese Materialien eindringen, was zu einer Verringerung ihrer mechanischen Eigenschaften führt.
Der genaue Mechanismus der Wasserstoffversprödung ist noch nicht vollständig geklärt, aber ein Glühen bei Temperaturen um 200 °C kann dazu beitragen, die Auswirkungen zu mildern.
Der von der Oberfläche absorbierte Wasserstoff wird durch das Glühen weniger beeinträchtigt als der innere Wasserstoff.
Beim Glühen wird das Material in einem Wasserstoffglühofen bei Temperaturen zwischen 200 °C und 300 °C mehrere Stunden lang erhitzt.
Wasserstoff ist ein starkes Desoxidationsmittel und hat eine hohe Wärmeleitfähigkeit, was ihn zu einem gängigen Element in verschiedenen industriellen Prozessen macht.
Um die Wasserstoffversprödung zu verhindern, ist das Glühen mit niedrigem Wasserstoffgehalt, auch "Backen" genannt, ein gängiges Wärmebehandlungsverfahren.
Dieses Verfahren zielt darauf ab, den Wasserstoff im Material zu reduzieren oder zu eliminieren, und ist damit wirksamer als Alternativen wie die galvanische Verzinkung.
Die Beseitigung der Wasserstoffversprödung ist bei galvanisch beschichteten Eisenmetallteilen notwendig.
Atomarer Wasserstoff, der während der Galvanisierung absorbiert wird, kann sich mit anderen Atomen zu Wasserdampf verbinden, was zu Mikrorissen und vorzeitigem Versagen der Teile führt.
Wasserstoffversprödung kann auch bei kohlenstoffreichen Substanzen auftreten, wenn trockener Wasserstoff in einer kontrollierten Atmosphäre vorhanden ist.
Dies kann zu einer Entkohlung des Materials führen und das Risiko der Versprödung erhöhen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass hochfeste Stähle, Titanlegierungen und Aluminiumlegierungen besonders anfällig für Wasserstoffversprödung sind.
Um die Auswirkungen der Versprödung zu verhindern oder abzuschwächen, werden verschiedene Wärmebehandlungsverfahren eingesetzt, z. B. Glühen mit niedrigem Wasserstoffgehalt und Wasserstoffversprödungsschutz.
Trockener Wasserstoff und bestimmte Atmosphären, wie z. B. Dampf, können in bestimmten Situationen ebenfalls zur Wasserstoffversprödung beitragen.
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