Fachartikel "Versprödung von CrNi-Stählen"

Ein häufiges Problem bei der schweißtechnischen Konstruktion von Geländern ist die Befestigung eines Handlaufes aus nichtrostendem Stahl auf der feuerverzinkten Unterkonstruktion (Geländerpfosten oder Abstandshalter). Um hierbei eine schwarz/weiß-Verbindung zu vermeiden, wählen viele Geländerhersteller den vermeintlichen Ausweg, z. B. Abstandshalter aus Rundeisen aus nichtrostendem Stahl bereits vor der Feuerverzinkung auf den Geländerpfosten zu schweißen und dann mit dem Geländer verzinken zu lassen. Nach der Feuerverzinkung wird dann das Zink am oberen Teil des Abstandshalter entfernt um dann den Handlauf aus nichtrostendem Stahl mit dem Abstandshalter z. B. im WIG-Schweißverfahren, zu verschweißen.

Auch wenn viele Betriebe so wie oben beschrieben verfahren, ist dieses Vorgehen falsch.

1. Man muss eine Verbindung zwischen Chromnickelstahl und Baustahl nicht vermeiden. Diese Verbindungen sind bauaufsichtlich in der Zulassung Z-30.3-6 für nichtrostende Stähle geregelt. Neben den zugelassenen Stahlsorten gibt die Zulassung auch Auskunft über die Verwendung von Schweißzusätzen (Tabelle 6 und 7 der Zulassung) bei Mischverbindungen zwischen nichtrostenden Stählen und Bau-, bzw. Feinkornbaustählen. Um ggf. einen Abbrand der Verzinkungsschicht neben der Naht in der Wärmeeinflusszone auszugleichen, muss nach dem Schweißen dieser Bereich mit Zinkstaubfarbe nachbehandelt werden. Auch dieses ist insbesondere bei geplanten „Baustellennähten“ erlaubt und so vorgesehen.
2. Ein Feuerverzinken von Chromnickelstählen ist nicht erlaubt. Dazu schreibt die allg. bauaufsichtliche Zulassung in Absatz 2.1.6.6:

„(1) Das Feuerverzinken von Bauteilen aus nichtrostenden Stählen ist nicht zulässig. Bei Kontakt des nichtrostenden Stahls mit flüssigem Zink, der beim Feuerverzinken – z. B. von Bauteilen mit Mischverbindungen – oder im Brandfall auftreten kann, besteht die Gefahr einer sofortigen Versprödung. Der Kontakt mit flüssigem Zink im Brandfall muss nur dann nicht ausgeschlossen werden, wenn durch eine Versprödung des nichtrostenden Stahls die Standsicherheit des Bauwerkes nicht gefährdet ist.“
Warum darf man Chromnickelstähle nicht feuerverzinken?
Bei der Benetzung von auf Zug, Druck oder Biegung beanspruchten Bauteilen mit flüssigen Metallschmelzen können interkristalline, spröde Trennungen auftreten, wenn eine Löslichkeit von Metall in der Schmelze auftritt. Das ist gegeben, wenn z. B. Chromnickelstahl mit flüssigem Zink in Berührung kommt. Die Werkstofftechnik spricht in diesem Fall von Lötbrüchigkeit bzw. flüssigmetallinduzierter Spannungsrisskorrosion. D. h., kommen Chromnickelstähle mit flüssigem Zink in Berührung, kann das Zink über die Korngrenzen in den Stahl eindringen und die Festigkeit in diesen Bereichen herabsetzen. Bei Beanspruchung der Bauteile, aber auch schon dann, wenn Eigenspannungen vorhanden sind, kommt es zur interkristallinen Rissbildung.

Diese Versprödung ist beim Feuerverzinken zu beobachten (schmelzflüssiges Zink), nicht aber bei der galvanischen Verzinkung.

Abschließend sei festgestellt, dass Sie natürlich auch das Konstruktionselement „Schraube“ einsetzen dürfen. Sollten Sie ihren Handlauf mit der Unterkonstruktion verschrauben, brauchen Sie keine der o. a. Bemerkungen zu beachten.

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Autor: Frank Kania ist technischer Berater in der gewerbespezifischen
In­for­­mations­­trans­­ferstelle beim Bundesverband Metall in Essen.

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