{"id":11004,"date":"2026-06-30T13:17:09","date_gmt":"2026-06-30T11:17:09","guid":{"rendered":"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/?p=11004"},"modified":"2026-06-16T10:34:20","modified_gmt":"2026-06-16T08:34:20","slug":"spannungsrisskorrosion-wie-entsteht-sie-und-was-hilft-dagegen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/spannungsrisskorrosion-wie-entsteht-sie-und-was-hilft-dagegen\/","title":{"rendered":"Spannungsrisskorrosion – wie entsteht sie und was hilft dagegen?"},"content":{"rendered":"

Die Spannungsrisskorrosion (SpRK) ist eine spezielle Form der Korrosion, die unter gleichzeitigem Einfluss einer statischen Zugspannung und eines Korrosionsmediums an empfindlichen St\u00e4hlen auftreten kann. Sie z\u00e4hlt zu den kritischsten Korrosionsmechanismen<\/a>, weil sie oft unbemerkt abl\u00e4uft und zu einem spr\u00f6den, abrupten Versagen des Stahls f\u00fchrt. Besonders anf\u00e4llig ist hochfester Edelstahl, da die Zusammensetzung der Legierung durch Herstellungs-, Umform- oder Oberfl\u00e4chenprozesse sowie durch Umgebungschemie und mechanische Beanspruchung destabilisiert werden kann. Ein zentrales Thema ist die Spannungskorrosion unter anderem in der Oberfl\u00e4chentechnik, der Automobilindustrie und der Chemieindustrie.<\/p>\n

Einflussfaktoren der Spannungsrisskorrosion<\/h2>\n

\"Zugversuch<\/p>\n

Die Hauptgr\u00fcnde f\u00fcr SpRK-bedingte Sch\u00e4den liegen in ung\u00fcnstigen Werkstoff-, Umwelt- und Belastungsbedingungen sowie in fehlerhaften oder unzureichend kontrollierten Fertigungs- und Betriebsprozessen. \u00c4u\u00dfere Einfl\u00fcsse wie aggressive Medien, wechselnde Temperaturen oder mechanische \u00dcberlastungen k\u00f6nnen die Anf\u00e4lligkeit ebenfalls erh\u00f6hen. Es gibt jedoch auch F\u00e4lle, in denen trotz umfassender Schadensanalyse auf Grundlage der DIN EN ISO 7539 keine eindeutige Ursache identifiziert werden kann. Grunds\u00e4tzlich m\u00fcssen f\u00fcr diese Form der Korrosion drei Voraussetzungen gleichzeitig erf\u00fcllt sein: eine Zugspannung durch Belastung von au\u00dfen, Eigenspannung oder inneren Druck infolge einer Wasserstoffanreicherung, ein korrosives Medium wie chloridhaltige L\u00f6sungen, karbonatisiertes Porenwasser oder feuchte leicht saure Milieus sowie die Empfindlichkeit des Stahls gegen\u00fcber SpRK, etwa durch geringen Reinheitsgrad, hohe Versetzungsdichten oder erh\u00f6hte Wasserstoffaufnahmebereitschaft.<\/p>\n

Prozessschritte wie Galvanik<\/a> und Beizen k\u00f6nnen durch Wasserstoffeintrag die SpRK-Anf\u00e4lligkeit erh\u00f6hen. Zus\u00e4tzlich ver\u00e4ndern diese Verfahren die Oberfl\u00e4chen- und Randzonenzust\u00e4nde, wodurch korrosive Medien leichter angreifen k\u00f6nnen. Zudem beg\u00fcnstigen spannungs- und schichtbedingte Effekte aus galvanischen Prozessen und Beizverfahren lokale Spannungsspitzen, die die Rissinitiierung unterst\u00fctzen. Deshalb ist bei diesen Verfahren der Oberfl\u00e4chentechnik eine pr\u00e4zise Steuerung von Prozessparametern<\/a> wie Zeit, Temperatur und Chemikalienkonzentration zwingend erforderlich.<\/p>\n

Arten der Spannungsrisskorrosion<\/h2>\n

Die SpRK kann in zwei verschiedenen Formen auftreten, die auf unterschiedlichen physikalisch-chemischen Prozessen beruhen. Welche Art vorliegt, zeigt sich in einer detaillierten Schadensanalyse.<\/p>\n

Anodische Spannungsrisskorrosion<\/h3>\n

Bei diesem SpRK-Typ ist die Korrosion in Form extremer \u00f6rtlicher Metallaufl\u00f6sung der Hauptgrund f\u00fcr das Bauteilversagen. Initiiert wird er durch elektrolytische Aufl\u00f6sungsprozesse an der Werkst\u00fcckoberfl\u00e4che. F\u00fcr gew\u00f6hnlich tritt diese Variante bei St\u00e4hlen auf, deren Phasengrenzfl\u00e4che zwischen Metall und korrosivem Medium von einer Passivschicht oder einer anderen sch\u00fctzenden Deckschicht bedeckt ist. Ausgangspunkt ist eine lokale Besch\u00e4digung dieser Schicht.<\/p>\n

Die Rissbildung geschieht interkristallin durch Verminderung der Grenzfl\u00e4chenenergie und Herausl\u00f6sen intergranularer Ausscheidungen durch Einwirkung oberfl\u00e4chenaktiver Medien wie Chloride, Sulfate oder Nitrate. Beim Auftreten von Zugspannungen oberhalb der Grenzspannung kann die Rissausbreitung auch transkristallin stattfinden.<\/p>\n

\"Metallografischer<\/p>\n

Kathodische Spannungsrisskorrosion<\/h3>\n

Bei dieser auch als Wasserstoffverspr\u00f6dung bezeichneten Form ist das Bauteilversagen in erster Linie einer mechanischen Belastung geschuldet. Ein spezifisch wirkendes korrosives Medium ist nicht erforderlich. Hochfeste St\u00e4hle neigen deutlich st\u00e4rker zur kathodischen Spannungsrisskorrosion als austenitischer Stahl, da dieser aufgrund seines kubisch-fl\u00e4chenzentrierten Gef\u00fcges nur geringe Mengen Wasserstoff aufnimmt.<\/p>\n

Voraussetzung f\u00fcr die Wasserstoffverspr\u00f6dung ist das gleichzeitige Auftreten von Zugspannung und adsorbierbarem atomarem Wasserstoff in Verbindung mit einem f\u00fcr die wasserstoffinduzierte Spannungsrisskorrosion empfindlichen Stahl. Durch Spannungsarmgl\u00fchen lassen sich solche Zugspannungen reduzieren.<\/p>\n

\"Polierte<\/p>\n

Zeitlicher Ablauf der Spannungsrisskorrosion<\/h2>\n

Das Fortschreiten der Sch\u00e4digung l\u00e4sst sich in drei Phasen aufteilen: Rissbildung (Inkubationsphase), Rissausbreitung und Rei\u00dfphase. In der Inkubationsphase bilden sich Anrisse im Werkstoff. H\u00e4ufig geschieht das in Bereichen, in denen es eine Vorsch\u00e4digung durch Korrosion gibt. Sind w\u00e4hrend der Herstellung, dem Transport, der Lagerung oder der Montage bereits Risse entstanden, entf\u00e4llt diese Phase. Im weiteren Verlauf breiten sich die Anrisse im Werkstoff aus. Verkraftet die verbleibende Querschnittsfl\u00e4che einwirkende Kr\u00e4fte irgendwann nicht mehr, kommt es zum Spr\u00f6dbruch.<\/p>\n

\"Zugversuch<\/p>\n

H\u00e4ufig verl\u00e4uft die Korrosion in zwei aufeinanderfolgenden mikrostrukturellen Phasen, die sich sowohl hinsichtlich ihres Mechanismus als auch in ihrer Geschwindigkeit unterscheiden. In der fr\u00fchen Sch\u00e4digungsphase ist die Rissbildung meist interkristallin, weil die energetisch ung\u00fcnstigen Korngrenzen zuerst geschw\u00e4cht werden. Der Riss folgt dabei dem Korngrenzen-Netzwerk und w\u00e4chst vergleichsweise langsam, wobei sich Wasserstoff bevorzugt an diesen Bereichen anreichert.<\/p>\n

Ist hinl\u00e4nglich Wasserstoff in das Korninnere gelangt oder wurde das Gef\u00fcge lokal geschw\u00e4cht, kann der Riss durch die K\u00f6rner hindurchschneiden (transkristallin). Diese Phase l\u00e4uft meist schneller ab und ist daher kritischer f\u00fcr die Bauteilintegrit\u00e4t. Die Dauer der einzelnen Stadien f\u00e4llt sehr unterschiedlich aus. Generell dauert die Rissausbreitungsphase l\u00e4nger als die Inkubationsphase. Die verz\u00f6gerte Rissbildung kann dazu f\u00fchren, dass zwischen der initialen Sch\u00e4digung und dem endg\u00fcltigen Bauteilversagen Tage, Monate oder sogar Jahre vergehen.<\/p>\n

Die wichtigsten Vermeidungsstrategien gegen Spannungsrisskorrosion<\/h2>\n

Vermeidungsstrategien gegen SpRK zielen darauf ab, die ausl\u00f6senden Hauptfaktoren zu eliminieren. Hierbei kommen verschiedene pr\u00e4ventive Ma\u00dfnahmen zum Tragen.<\/p>\n

Werkstoffauswahl<\/h3>\n

Der erste Schritt zur Vermeidung spannungsbedingter Korrosion besteht darin, einen zur spezifischen Umgebung passenden Werkstoff einzusetzen. Eine geeignete Edelstahl-Legierung ist entscheidend, weil Gef\u00fcge, Festigkeit und chemische Zusammensetzung das Verhalten unter Belastung erheblich beeinflussen.<\/p>\n

Um Kompatibilit\u00e4t und Belastbarkeit sicherzustellen, sind bei der Auswahl Betriebsbedingungen wie die Temperatur und die chemische Exposition zu ber\u00fccksichtigen. Beispielsweise ist austenitischer Stahl best\u00e4ndiger gegen Chloride als anderer Edelstahl, zeigt aber unter ung\u00fcnstigen Bedingungen dennoch eine verz\u00f6gerte Rissbildung. F\u00fcr eine fundierte Risikobewertung werden Pr\u00fcfungen nach DIN EN ISO 7539 herangezogen, die die Anf\u00e4lligkeit eines Werkstoffs unter realistischen Belastungs- und Medienbedingungen untersuchen.<\/p>\n

\"Verschiedene
\u00a9 JUN LI \u2013 stock.adobe.com<\/figcaption><\/figure>\n

Spannungsmanagement<\/h3>\n

Techniken wie Spannungsarmgl\u00fchen oder Kugelstrahlen k\u00f6nnen eingesetzt werden, um die Eigenspannung zu reduzieren und eine verz\u00f6gerte Rissbildung zu verhindern. Konstruktive Ma\u00dfnahmen helfen zus\u00e4tzlich, Betriebsspannungen zu minimieren, w\u00e4hrend eine gezielte Designoptimierung die Pr\u00e4vention unterst\u00fctzt und die Belastungspfade im Bauteil reduziert. In der Automobilindustrie und der Chemieindustrie haben sich solche kombinierten Strategien bew\u00e4hrt, da sie sowohl die Betriebsbedingungen als auch die medienbedingten Einfl\u00fcsse ber\u00fccksichtigen.<\/p>\n

\"Kugelstrahlprozess
\u00a9 Guilherme \u2013 stock.adobe.com<\/figcaption><\/figure>\n

Oberfl\u00e4chenbehandlung<\/h3>\n

Einen wirksamen Korrosionsschutz<\/a> aufzubringen, ist eine proaktive M\u00f6glichkeit der Pr\u00e4vention. Je nach Werkstoff und Einsatzbedingungen stehen in der Oberfl\u00e4chentechnik verschiedene Verfahren zur Verf\u00fcgung, etwa Beschichtungen mit Farben oder Epoxidharzen, chemische Passivierung<\/a> oder mehrstufige Korrosionsschutz-Systeme, die mechanische und chemische Barrieren kombinieren. Wichtig ist, eine Oberfl\u00e4chenbehandlung auszuw\u00e4hlen, die sowohl zum Werkstoff als auch zum potenziellen Angriffsmedium kompatibel ist. Eine \u00dcbersicht \u00fcber die zur Verf\u00fcgung stehenden Schutzmechanismen bietet unser Artikel zum Einsatz von Korrosionsinhibitoren<\/a>.<\/p>\n

Umweltkontrolle<\/h3>\n

Die Kontrolle der Umgebungsbedingungen kann das Risiko f\u00fcr Spannungsrisskorrosion ma\u00dfgeblich senken. Dabei gilt es, daf\u00fcr zu sorgen, dass kein korrosives Medium in direkten Kontakt zum Bauteil kommt. In maritimen oder industriellen Umgebungen, die sich schwerer kontrollieren lassen, kann die Implementierung von Inhibitoren oder Barrieren sinnvoll sein, die den Zersetzungsprozess verlangsamen. Zudem erm\u00f6glicht die regelm\u00e4\u00dfige \u00dcberwachung von Umgebungsbedingungen wie Temperatur und weiteren Faktoren fr\u00fchzeitige Anpassungen, um eine Rissbildung zu verhindern.<\/p>\n

Zuverl\u00e4ssige Prophylaxe senkt Risiko f\u00fcr Spannungsrisskorrosion<\/h2>\n

\"Pr\u00fcftechniker<\/p>\n

Trotz Fortschritten in der Werkstofftechnik und im Korrosionsschutz bleibt die Spannungsrisskorrosion ein kritischer Faktor f\u00fcr die Bauteilsicherheit. Besonders in Branchen wie der Automobilindustrie und der Chemieindustrie zeigt sich, dass selbst eine weniger korrosionsanf\u00e4llige Legierung wie austenitischer Stahl und eine ad\u00e4quate Oberfl\u00e4chenbehandlung eine spannungsbedingte Korrosion nicht immer verhindern k\u00f6nnen. Deshalb kommt der Pr\u00e4vention eine zentrale Rolle zu, etwa durch Spannungsarmgl\u00fchen oder Passivierung, durchdachte Prozessf\u00fchrung und die Auswahl medienbest\u00e4ndiger Werkstoffe. Ebenso essenziell ist eine systematische Schadensanalyse, die auf Normen wie der DIN EN ISO 7539 basiert und sowohl Werkstoffzustand als auch Betriebsbedingungen realistisch bewertet. Welche weiteren Korrosionsarten<\/a> in der industriellen Praxis relevant sind und wie die Korrosionsbest\u00e4ndigkeit<\/a> von Bauteilen systematisch verbessert werden kann, erfahren Sie in den weiterf\u00fchrenden Artikeln des Kluthe Magazins.<\/p>\n

 <\/p>\n

_____________<\/p>\n

Bilder ohne Quellenangabe wurden KI-generiert<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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