Methode zur Bewertung der wasserstoffunterstützten und flüssigmetallinduzierten Versprödung von Fügeelementen aus höchstfesten borlegierten Vergütungsstählen im Ersatzversuch

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Multi-Material-Konzepte gewinnen zunehmend an Bedeutung in der Fertigung von Fahrzeugkarosserien, wobei das Stanznieten eine zentrale Fügetechnologie darstellt. Die hohen Festigkeiten der Stanznieten (bis 2000 MPa) erhöhen jedoch das Risiko für wasserstoffunterstützte Kaltrissbildung (HACC). Alternativ können flüssigmetallinduzierte Rissbildungen (LME) auftreten, insbesondere durch Überzugskonzepte mit niedrigschmelzenden Metallen, die während des Lackeinbrennens nach dem KTL-Prozess zu Schäden führen können. Die Untersuchung von HACC und LME wurde an Ersatzproben durchgeführt, bestehend aus hochfesten Stählen wie 22MnB5, 37MnB4 und 45B2. Proben wurden durch kathodische Beladung mit Wasserstoff angereichert, wobei die Wasserstoffmessung mittels thermischer Desorptionsanalyse (TDA) erfolgte. Das H-Transportverhalten wurde durch Permeationsmessungen und TDA bestimmt, was Rückschlüsse auf H-Absorption, -Verteilung und -Desorption ermöglichte. Die Prüfung der Stähle auf HACC erfolgte in Konstant-Last-Versuchen unter Zuhilfenahme der Schallemissionsanalyse. Das Schädigungsverhalten durch LME wurde unter verschiedenen Temperatur-Last-Zeit-Regimen und Beschichtungskonzepten untersucht. Die thermo-mechanischen Belastungen wurden mit einem „Gleeble 3500“ aufgebracht, wobei der Einfluss von Prüfparametern wie Zuggeschwindigkeit, Haltezeit, Aufheizrate, Temperatur, Vorbelastung, Probengeometrie und Überzugsdicke analysiert wurde.