Wasserstoffversprödung bei beschichteten hochfesten Stanzteilen: Ein Risiko für verzögertes Versagen

Formosa Stamping · 2026-09-06

Kurzantwort: Die Wasserstoffversprödung ist ein Mechanismus verzögerten Versagens, der hochfeste gestanzte und beschichtete Teile betreffen kann: Ein Bauteil besteht die Eingangsprüfung, funktioniert eine Zeit lang normal und reißt dann ohne Vorwarnung. Es ist daher ein Risiko, das man verstehen sollte, und kein routinemäßiger Qualitätsprüfpunkt.

Wasserstoffversprödung tritt auf, wenn Wasserstoffatome in die Kristallstruktur eines Metalls aufgenommen werden – häufig beim Galvanisieren oder Beizen mit Säure – und in hochfestem Stahl eingeschlossen werden. Dort können sie die Duktilität des Werkstoffs verringern und unter anhaltender Last zu verzögerter Rissbildung führen, mitunter Tage oder Wochen, nachdem das Teil hergestellt wurde und die Eingangsprüfung bestanden hat.

Höherfeste Werkstoffe sind anfälliger, was für Feder- und Verbindungselement-Anwendungen von Bedeutung ist

Das Risiko der Wasserstoffversprödung steigt mit Festigkeit und Härte des Werkstoffs. Kohlenstoffreicher Federstahl, gehärtete Verbindungselemente und andere hochfeste Stanzteile sind daher anfälliger als Teile aus niederfestem Baustahl. Das ist ein konkreter Grund, weshalb Beschichtungsprozesse für hochfeste Feder- oder Verbindungselement-Anwendungen ein Entspröden durch Auslagern (eine kontrollierte Wärmebehandlung nach dem Beschichten, bei der der aufgenommene Wasserstoff ausdiffundieren kann) erfordern, statt wie die Beschichtung niederfester Teile behandelt zu werden.

Das Versagen ist verzögert, was gefährlich ist, weil die Prüfung es nicht frühzeitig erfassen kann

Da die Rissbildung durch Wasserstoffversprödung oft Stunden bis Wochen nach dem Beschichten und nicht sofort auftritt, kann ein Teil unmittelbar nach der Produktion die Maß- und Sichtprüfung bestehen und später im Einsatz dennoch versagen. Diese Verzögerung ist der Grund, weshalb das Entspröden durch Auslagern für jedes hochfeste Teil, das galvanisiert oder gebeizt wurde, als definierter Prozessschritt mit verifizierten Zeit- und Temperaturparametern erfolgen muss und nicht als optionaler oder angenommener Schritt.

Mechanische oder nicht-elektrolytische Beschichtungsverfahren verringern das Problem, beseitigen es aber nicht

Einige Beschichtungsverfahren (etwa das mechanische Beschichten, bei dem Metall ohne elektrolytischen Prozess abgeschieden wird) bringen weniger Wasserstoff ein als das herkömmliche Galvanisieren. Deshalb werden sie mitunter gezielt für hochfeste Verbindungselement-Anwendungen vorgegeben, um das Versprödungsrisiko zu senken. Werkstofffestigkeit und alle vorgelagerten Säurereinigungs- oder Beizschritte müssen jedoch weiterhin als Teil der Gesamtrisikobewertung berücksichtigt werden, nicht nur das abschließende Beschichtungsverfahren.

Häufig gestellte Fragen

Warum gilt Wasserstoffversprödung als Risiko eines verzögerten Versagens und nicht als sofortiger Fehler?

Rissbildung durch Wasserstoffversprödung tritt oft Stunden bis Wochen nach dem Beschichten und nicht zum Zeitpunkt der Produktion auf. Ein Teil kann daher unmittelbar nach der Fertigung die Maß- und Sichtprüfung bestehen und später im Einsatz dennoch versagen – deshalb muss das Entspröden durch Auslagern ein verifizierter, definierter Prozessschritt sein und darf nicht einfach angenommen werden.

Beseitigt das mechanische Beschichten anstelle des Galvanisierens das Risiko der Wasserstoffversprödung?

Es verringert das Risiko, da das mechanische Beschichten weniger Wasserstoff einbringt als das herkömmliche Galvanisieren, beseitigt das Problem aber nicht vollständig – Werkstofffestigkeit und alle früheren Säurereinigungs- oder Beizschritte tragen weiterhin zum Gesamtrisiko bei und müssen Teil der Bewertung sein.