Wasserstoffaufnahme bei Titanlegierungen

Zusammenfassung

Neben Kohlenstoff, Sauerstoff und Stickstoff kann Titan und seine Legierungen wegen des geringen Atomradius von o,46 Å auch Wasserstoff im Kristallgitter interstitiell aufnehmen. Dies kann zu jedem Zeitpunkt der Verarbeitung geschehen, wenn das entsprechende Metalloidatom dem Werkstoff angeboten wird, also z.B. beim Beizen oder bei der Wärmebehandlung. Aber auch am fertigen Werkstück kann noch eine Wasserstoffaufnahme erfolgen, wenn z.B. gleichzeitig Korrosionsvorgänge ablaufen. Während die erstgenannten Elemente nur mehr oder weniger tief in die Randzonen eindringen und z.B. durch Abbeizen einer gewissen Schicht wieder entfernt werden können (siehe Abschnitt 5.1.2), dringt der Wasserstoff infolge seiner hohen Diffusionsgeschwindigkeit — besonders bei erhöhten Temperaturen — tief in das Kristallgitter ein und besetzt dort Zwischengitterplätze. Die dadurch hervorgerufene Aufweitung des Gitters führt zu inneren Verspannungen und zu Versprödungserscheinungen. Beim Abkühlen des Werkstoffes von erhöhter Temperatur, z.B. aus der Walz- oder Schmiedehitze, dem Lösungsglühen oder Aushärten, scheidet sich der gelöste Wasserstoff unterhalb der eutektoiden Temperatur als Titanhydridphase aus. Die Anwesenheit dieses Hydrides der Form TiH₂ hat eine Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften von Titan und Titanlegierungen zur Folge (128).