Answer
Wasserstoffversprödung tritt auf, wenn atomarer Wasserstoff beim Galvanisieren, Säurebeizen oder in stark korrosiven Betriebsumgebungen in das Kristallgitter von Kohlenstoffstahl (typischerweise Federstähle mit hohem Kohlenstoffgehalt wie SAE 1070-1090) eindringt.
Mechanismus:
Wasserstoffatome diffundieren und sammeln sich in Bereichen mit hoher Zugspannung, Mikrohohlräumen oder Versetzungen. Wenn die Feder unter Spannung belastet wird, rekombinieren diese Atomtaschen zu Wasserstoffgasmolekülen ($H_2$) und erzeugen einen hohen inneren Gasdruck, der Mikrorisse auslöst und bei geringen Auslegungslasten zu einem sofortigen, spröden, katastrophalen Strukturversagen führt.
Schadensbegrenzungs- und Präventionsprotokoll:
1. Säurereinigung vermeiden: Anstelle von Salz- oder Schwefelsäurebädern mechanische Entkalkung oder alkalische Reinigung verwenden.
2. Reliefbacken (obligatorisch): Innerhalb einer Stunde (maximal 4 Stunden) nach der Galvanisierung (z. B. Zink oder Cadmium) muss das Wellenfedern mindestens 4 bis 24 Stunden lang einem Spannungsarmglühen bei $375^\circ F \text{ bis } 400^\circ F$ ($190^\circ C \text{ bis } 205^\circ C$) unterzogen werden (siehe ASTM F1940 / ASTM B850).
3. Backfenster: Durch verzögertes Backen nach dem Galvanisieren kann sich der Wasserstoff dauerhaft lokalisieren, wodurch das Backen unwirksam wird.
