Bauteile aus dem Werkstoff C15E + Bor mit einem Montagegewinde wurden seit vielen Jahren carbonitriert, einsatzgehärtet und bei 130°C 90 min angelassen. Es kam zu zahlreichen wasserstoffinduzierten Sprödbrüchen wenige Stunden nach der Montage. Aus Gründen eines Lieferengpasses sind diese Bauteile wenige Stunden nach der Einsatzhärtung verbaut worden. Die Wasserstoffabsorption beim Carbonitrieren dürfte bei den früheren Behandlungslosen identisch gewesen sein und die unzureichende Effusion bei der sehr niedrigen Anlasstemperatur ebenfalls. Dies bedeutet, dass die Bauteile schon immer mit einer sehr hohen Wasserstoffrestmenge ausgeliefert wurden. Die früheren Behandlungslose wurden allerdings über mehrere Wochen gelagert bevor sie verbaut wurden.

Diese Lagerung war keine bewusste Lagerung zur Effusion des Wasserstoffs, sondern allein durch die Montagetermine bestimmt. Durch Wasserstoffmessungen nach Abschluss der Wärmebehandlung und nach einer 30-tägigen Lagerung konnte der Einfluss der Lagerungsdauer nachgestellt werden. Nach dem Einsatzhärten und Anlassen wurde ein Wasserstoffgehalt von 3,0 bis 3,8 ppm an fünf Bauteilen bestimmt. Die Erhöhung der Anlasstemperatur auf 180°C führte bereits zu einer deutlichen Effusion und die Wasserstoffgehalte lagen bei 1,3 bis 1,8 ppm.

Nach einer Lagerungsdauer von 30 Tagen hatte sich bei den niedrig angelassenen Bauteilen der Wasserstoffgehalt auf 1,2 bis 1,9 ppm reduziert. An einem anderen, sehr dünnwandigem und einsatzgehärtetem Bauteil gab es ebenfalls wasserstoff – induzierte Sprödbrüche im Feldeinsatz und aufgrund der zuvor gemachten Erfahrungen wurde bei diesen Bauteilen eine 6-wöchige „Quarantäne“ festgelegt. Um einen wasserstoffinduzierten Sprödbruch zu verursachen, sind äußere Lasten nicht in allen Fällen erforderlich. Bei einsatzgehärteten und unzureichend angelassenen Zahnrädern mit einem Kopfkreisdurchmesser von 350 mm reichten die Eigenspannungen aus, um an einem Wochenende 80 Zahnräder durch Wasserstoffbrüche zu zerstören.

Ein weiterer Schaden ergab sich an einem großen Stirnrad mit einem Gesamtgewicht von 4,2 t. Dieses Zahnrad wurde zwar ausreichend hoch und lange angelassen, jedoch erfolgte die Anlassbehandlung erst nach 7 Arbeitstagen. Dies führte im gesamten Volumen zu einer massiven Bildung von Rissen, die bei der Ultraschallprüfung entdeckt wurden.

Eine unzureichende oder zu spät durchgeführte Anlassbehandlung birgt eine hohe Rissgefahr bzw. Ausfallwahrscheinlichkeit. Die Gefahr eines wasserstoffinduzierten Sprödbruchs erhöht sich noch, wenn oberflächennahe Makroeinschlüsse vorliegen, die ein großes Speichervolumen für den Wasserstoff ermöglichen.

Ein völlig anderes Schadensbild lag an kaltumgeformten Näpfchen vor, Bild 2 [3]. Während des Carbonitrierprozesses war es zu einem Defekt am Ammoniak-Magnetventil gekommen, weshalb unkontrolliert hohe Ammoniakmengen in den Ofenraum geleitet wurden. Unterhalb der Oberfläche sammelte sich eine so hohe Wasserstoffmenge an, dass die Volumenvergrößerung bei der Rekombination des atomaren Wasserstoffs zu molekularem Wasserstoff diese Blasenbildung verursachte. Blasenbildungen waren bislang nur bei Beizbehandlungen von weichen Stählen beobachtet worden.