Ratgeber / Normen und Spezifikationen

Wasserstoffversprödung und Entsprödungsglühen: Was auf die Zeichnung gehört

8. Oktober 2026

Wasserstoffversprödung ist der Grund, warum ein gehärtetes Stahlteil nach dem Galvanisieren jede Maß- und Sichtprüfung bestehen und Wochen später unter einer Last brechen kann, für die es ausgelegt war. Sie ist eine reale und gut verstandene Schadensart, kein seltener Sonderfall, und sie lässt sich mit einem Temperschritt vollständig verhindern, den die meisten Betriebe routinemäßig fahren, sobald er vorgeschrieben ist.

Was tatsächlich passiert

Galvanische Verfahren und die sauren Reinigungsschritte, die ihnen meist vorausgehen, können atomaren Wasserstoff in die Stahloberfläche treiben. In Stahl geringerer Festigkeit diffundiert dieser Wasserstoff mit der Zeit größtenteils harmlos wieder heraus. In hochfestem Stahl kann er sich an Korngrenzen und um Einschlüsse sammeln und die Fähigkeit des Metalls verringern, sich vor dem Bruch zu verformen. Unter anhaltender Zugspannung kann ein Riss entstehen und langsam wachsen, ohne äußeres Anzeichen, bis das Teil versagt.

Der Mechanismus hängt am Wasserstoff, der während der Bearbeitung eingebracht wird, nicht an der Schicht selbst. Eine gehärtete Schraube mit wasserstoffversprödetem Grundwerkstoff kann brechen, obwohl das Zink oder Nickel auf ihrer Oberfläche einwandfrei aussieht und misst.

Warum die Härte der Auslöser ist

Stahl höherer Festigkeit ist empfindlicher für Wasserstoffversprödung, weil er Spannungen weniger gut durch örtliche Verformung um einen wasserstoffbelasteten Bereich abbauen kann. Weicherer Stahl verträgt denselben Wasserstoffgehalt ohne dasselbe Rissrisiko. Die in der Industrie übliche Schwelle, auch in Normen für Verbindungselemente wie ASTM F519, liegt bei etwa 39 HRC. Die eigentliche Größe ist aber eine Kombination aus Härte, anliegender Spannung und der Empfindlichkeit des jeweiligen Stahls, nicht die Härte für sich.

Ist ein Teil eines Loses über etwa diese Härte wärmebehandelt und wird es galvanisch beschichtet, planen Sie das Tempern ein. Im Zweifel ist es sicherer, die Schwelle als feste Grenze zu behandeln statt als grobe Orientierung.

Was das Entsprödungsglühen bewirkt

Wird das Teil kurz nach dem Galvanisieren bei moderater Temperatur einige Stunden im Ofen getempert, kann der aufgenommene Wasserstoff aus dem Stahl herausdiffundieren, bevor er sich so stark anreichert, dass Risse entstehen. ASTM B850 ist eine häufig genannte Norm für das Tempern von Stahlteilen nach dem Beschichten und gibt Zeit und Temperatur nach Härtebereich vor. Das Tempern entfernt den Wasserstoff nicht sofort und wirkt nicht, wenn es zu lange nach dem Galvanisieren beginnt, denn die Versprödung kann einsetzen, bevor das Teil den Ofen überhaupt erreicht.

Der Zeitpunkt ist genauso wichtig wie das Tempern selbst. Ein Betrieb sollte innerhalb eines festgelegten Zeitfensters nach dem Beschichten mit dem Tempern beginnen, üblicherweise innerhalb weniger Stunden, und nicht am Ende des Tages, wenn zufällig ein Gestell frei wird.

Was auf die Zeichnung gehört

Schreiben Sie die Anforderung klar hin, statt darauf zu vertrauen, dass der Betrieb sie aus der Härteangabe ableitet:

• Nennen Sie die Norm, etwa ASTM B850, oder eine kundenspezifische Tempervorgabe, falls eine gilt.
• Geben Sie Härte oder Wärmebehandlungszustand des Teils an, damit der Betrieb die richtige Temperzeit und Temperatur wählt.
• Verlangen Sie, dass Temperzeit, Temperatur und Startzeitpunkt bezogen auf das Beschichten aufgezeichnet und im Konformitätszeugnis angegeben werden.

Eine Zeichnung, die Härte und eine galvanische Schicht vorgibt, zum Tempern aber nichts sagt, überlässt die Entscheidung dem Standardprozess des Betriebs. Diese Lücke sollten Sie schließen, bevor die Teile laufen, nicht nach einem Schadensfall.

Welche Teile am stärksten gefährdet sind

Schäden durch Wasserstoffversprödung konzentrieren sich auf eine vorhersehbare Gruppe von Teilen: Verbindungselemente oberhalb von etwa Grade 8 oder Festigkeitsklasse 10.9, Federn, Fahrwerke und andere hochfeste Strukturbauteile der Luftfahrt sowie jedes gehärtete Stahlteil, das im Einsatz unter anhaltender Zugspannung steht. Der gemeinsame Faktor ist nicht die Form des Teils, sondern die Kombination aus hoher Härte und einer Last, die dauerhaft anliegt, statt zu wechseln oder nachzulassen.

Ein Teil mit derselben hohen Härte, aber nur zeitweiser oder Druckbelastung, trägt ein geringeres praktisches Risiko. Sicherer ist es dennoch, jedes gehärtete, galvanisch beschichtete Teil zu tempern, sofern es keinen konkreten Grund dagegen gibt. Verbindungselemente tauchen in Schadensberichten zur Versprödung vor allem deshalb so häufig auf, weil sie gehärtet sind und nach dem Anziehen dauerhaft unter Zug stehen, also nahe am ungünstigsten Fall für diesen Mechanismus.

Prüfung auf Wasserstoffversprödung

Da Versprödungsrisse Tage oder Wochen brauchen können, bis sie sichtbar werden, kann eine normale Prüfung beim Beschichten sie nicht direkt erfassen. ASTM F519 ist die Norm, mit der ein Galvanikprozess am häufigsten auf sein Versprödungsrisiko qualifiziert wird, bevor er an Serienteilen läuft: Speziell vorbereitete, gekerbte Prüfkörper werden mit dem Qualifikationslos beschichtet und dann über einen festgelegten Zeitraum, üblich sind 200 Stunden, unter Last gehalten, um zu sehen, ob sie reißen.

Diese Qualifikationsprüfung erfolgt periodisch, um Prozess und Temperparameter eines Betriebs zu bestätigen, nicht an jedem Serienlos, denn die gekerbten Prüfkörper werden zerstört und die Prüfung dauert Tage. Ein Betrieb, der aktuelle ASTM-F519-Qualifikationsdaten für die Galvaniklinie vorlegen kann, auf der Ihre Teile laufen, hat nachgewiesen, dass das Tempern für diesen Prozess tatsächlich wirkt, statt anzunehmen, dass eine allgemeine Zeit und Temperatur ausreichen.

Alternativen, die den Mechanismus vermeiden

Gerade bei gehärteten Verbindungselementen bergen Beschichtungen, die ohne galvanischen Strom und ohne starke Säureaktivierung aufgebracht werden, kaum oder kein Versprödungsrisiko:

• Zinklamellenüberzüge werden eingebrannt statt galvanisch abgeschieden und sind genau deshalb auf gehärteten Verbindungselementen weit verbreitet.
• Mechanisches Verzinken scheidet Zink ab, indem die Teile mit Metallkugeln und einem chemischen Promotor getrommelt werden, statt mit elektrischem Strom.

Keines der beiden ersetzt Zink-Nickel oder Hartchrom in jeder Anwendung, denn die Schichteigenschaften unterscheiden sich. Beide sind aber eine Nachfrage wert, wenn ein gehärtetes Teil Korrosionsschutz braucht und das Tempern Kosten oder Lieferzeit verursacht, die Sie lieber vermeiden würden.

Wie wir helfen

Wir sind ein Vermittlungsservice, kein Galvanikbetrieb. Ist ein Teil in Ihrer Anfrage aus gehärtetem Stahl, nennen Sie uns die Härte, und wir geben die Anfrage an Betriebe weiter, die routinemäßig tempern und das im Zeugnis dokumentieren, nicht an Betriebe, die diese Frage ungewöhnlich finden. Was sonst noch in die Anfrage gehört, zeigt die Checkliste für Beschichtungsanfragen, oder Sie gehen direkt zum Anfrageformular.

Häufige Fragen

Weiterlesen

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• Was in eine Beschichtungsanfrage gehört: Norm, Schichtdicke, Abdeckung und Gestell