Wie wirkt sich die Wasserstoffversprödung auf verzinkten Kohlenstoffstahl Wellenfedern aus und wie wird sie gemindert?

Wasserstoffversprödung (HE) ist ein katastrophaler Versagensmechanismus, bei dem atomarer Wasserstoff während des Galvanisierungsprozesses in das hochfeste Martensitgitter einer Feder aus Kohlenstoffstahl (SAE 1070-1090) diffundiert. Wenn die Feder belastet wird, wandert der Wasserstoff in Bereiche mit hoher Spannungskonzentration und verursacht spröde interkristalline Risse. Um dies zu mildern, erfordern Industriestandards wie ASTM B633 einen sofortigen „Backzyklus“. Die Federn müssen innerhalb von 1 bis 4 Stunden nach dem Galvanisieren für mindestens 4 bis 24 Stunden in einen Ofen bei 375 °F (190 °C) gelegt werden. Durch dieses „Entsprödungs“-Brennen kann der Wasserstoff aus dem Material diffundieren. Für geschäftskritische Sicherheitskomponenten im Automobilbereich werden oft mechanische Beschichtungen oder Edelstahlalternativen gewählt, um das Risiko von HE vollständig zu eliminieren.