Sprödbrüche

Fall 1: Saures Dichtungsmittel

Einsatzvergütete Rippschrauben der Abmessung M10 in der Verschraubung eines Hydraulikzylinders brachen wenige Tage nach der Montage. Es waren Anrisse im Unterkopfradius und im Gewinde festzustellen. Ein saures Dichtungsmittel verursachte einen Korrosionsangriff an der verzinkten Oberfläche, bei dem atomarer Wasserstoff entstand und in den Werkstoff eindrang. Die hohe Randhärte mit über 550 HV 0,3 begünstigte den Sprödbruch, der im Rasterelektronenmikroskop mit einer interkristallinen Bruchstruktur zu identifizieren war.

Fall 2: Feuerverzinkte Gewindestange

Gewindestangen des Nenndurchmessers M36 in der Festigkeitsklasse 10.9, feuerverzinkt (tZn), brachen im Gewinde. In der Mitte der Bruchfläche (im Kern der Gewindestange) liegt eine duktile Struktur vor, der Anriß erfolgte jedoch spröde. In den Gewindegängen neben der Bruchfläche sind interkristallin verlaufende Nebenrisse festzustellen, die vom scharfkantig ausgeführten Gewindeprofils ausgehen und oberflächennah mit Zink gefüllt sind.

Fall 3: Streusalzeinfluss

Zinklamellenbeschichtete Rippschrauben des Nenndurchmessers M8 im Unterbodenbereich eines Nutzfahrzeugs brachen nach mehreren Monaten Feldeinsatz. In Mikroanalysen am Bruchausgang konnten die Elemente Calcium, Magnesium, Kalium und Chlor nachgewiesen werden, Bestandteile von Streusalz. Der intensive Korrosionsangriff erfolgte lokal in einem Spalt direkt am Unterkopfradius, dabei entsteht im Rahmen einer kathodischen Teilreaktion des Korrosionsprozesses atomarer Wasserstoff, der im vorgespannten Zustand der Schrauben eine wasserstoffinduzierte Spannungsrisskorrosion und Anrisse im Unterkopfradius bewirkte. Die interkristalline Struktur der Bruchfläche mit geringen duktilen Restanteilen auf den Korngrenzflächen (sogenannte Haarlinien) ist dafür charakteristisch. Der Werkstoffzustand dieser einsatzvergüteten Rippschrauben mit einer Randhärte von knapp 600 HV 0,3 ist besonders sprödbruchanfällig.

Fall 4: Kopfabriss Schraube M36

Der Kopfabriss bei einer Schraube der Abmessung M36 in der Festigkeitsklasse 12.9 war auf einen Spannungs- bzw. Härteriss zurückzuführen. Er fand seinen Ursprung in einer Pressfalte im Unterkopfradius der warmumgeformten Schraube. Metallographisch verdeutlicht eine Korngrenzenätzung die inhomogene Größe der ehemaligen Austenitkörner, weiterhin sind Verformungslinien sowie eine mit Zunder gefüllte Materialtrennung nahe des Bruchausgangs sichtbar.
In der rasterelektronenmikroskopischen Aufnahme ist der Übergang von der interkristallinen Bruchstruktur des Spannungsrisses in die duktile Zone des restlichen Gewaltbruchs zu erkennen.