Dauerbruch als Folge von korrosionsbedingten Kerben

Die vorliegende Arbeit berichtet über die Schadensanalyse einer gebrochenen Pumpenwelle aus dem Stahl Z30C13 (entspricht dem Werkstoff X30Cr13, Werkstoffnummer 1.4028, nichtrostender martensitischer Stahl). Anhand der Fraktographie und den metallographischen Untersuchungen konnte nachgewiesen werden, dass ein Dauerbruch, ausgehend von einer Korrosionsnarbe, vorliegt. Die Korrosion wurde durch konstruktiv bedingte Spalten gefördert. Zudem wurde vom Stahlverarbeiter auf eine, für diesen Werkstoff zum Erreichen einer ausreichenden Korrosionsbeständigkeit, zwingend notwendige Wärmebehandlung (Härten/Anlassen) verzichtet. Die Welle wurde im weichgeglühten Zustand belassen, wodurch der Chrom-Gehalt in der Matrix infolge Karbidausscheidungen unterhalb der Resistenzgrenze von 12% abfällt. Eine unzureichende Passivschichtbildung ist die Folge, weshalb ein lokaler Korrosionsangriff stattfand. Derartige Angriffstellen wirken als Kerben, die letztendlich das Bauteilversagen durch lokale Spannungsüberhöhung eingeleitet haben.