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DEKARBONISIERUNG

Die Wärmebehandlung von Stahl ist nicht ohne Risiko! Wird das Wärmebehandlungsverfahren nicht optimal überwacht, oxidiert der am Stahlverbindungselement befindliche Kohlenstoff. Infolgedessen kann sich eine dünne, unzureichende Kohlenstoffschicht am Verbindungselement entwickeln. Die mechanischen Eigenschaften von Stahl werden überwiegend durch den Kohlenstoffgehalt bestimmt. Wenn in der betreffenden Schicht ein Kohlenstoffdefizit vorhanden ist, kann diese Schicht sich nicht verfestigen und bleibt relativ weich. Der Lochdurchmesser des Schraubgewindes wird geschwächt und die Belastbarkeit der Schraubverbindungen erheblich reduziert. Folglich nimmt auch die zu erwartende Gewindereibung während der Montage zu, was dazu führt, dass die Relation zwischen Anzugsmoment und Vorspannung unzuverlässig wird.
 
Ein Zustand mit äußerst negativen Auswirkungen auf ein Schraubgewinde, da die Gewinde bei Belastung beschädigt werden. Es ist unmöglich von außen zu sehen, ob eine Dekarbonisierung stattgefunden hat und da der Schaden am Gewinde nicht immer bei der Montage erkennbar ist, ist in diesem Fall auch das Versagen nicht vorhersehbar.
 
Die Dekarbonisierung kann nur mithilfe der Mikroskop- und/oder Härteprüfung erkannt werden, wie in EN ISO 898-1 beschrieben. Auf dem Bild eines im Rahmen eines Härtetests durchgeführten Schliffs zur Untersuchung der Dekarbonisierung ist der komplett dekarbonisierte Bereich eindeutig als weißer Bereich auf dem äußeren Schraubgewinde zu sehen.
 
 
Zum Schutz davor werden Befestigungselemente immer in einem Ofen vergütet, der mit einer Schutzatmosphäre (z. B. inertem Gas) versehen ist, die gewährleistet, dass der Kohlenstoffgehalt für die behandelte Stahlsorte auf dem gewünschten Level bleibt. Die meisten der zur Vergütung genutzten Öfen sind zudem mit Brandschutzvorhängen versehen, um zu verhindern, dass Sauerstoff in den Ofen gelangt. 
 
 
Die Norm EN ISO 898-1 enthält sehr strenge Vorschriften in Bezug auf die Dekarbonisierung. Die unten stehende Abbildung listet diese auf.
 
Obwohl die Normen einen bestimmten Grad an partieller und vollständiger Dekarbonisierung erlauben, sind die Grenzwerte eindeutig festgelegt. Ungeachtet von der Festigkeitsklasse der Verbindungselemente (8.8, 10.9 oder 12.9) darf die Tiefe (G) der voll dekarbonisierten Schicht am Teilkreisdurchmesser nicht mehr als 15 µm betragen. Des Weiteren spezifiziert die Norm die Höhe (E) des nicht dekarbonisierten Bereichs; d.h. für die Festigkeitsklasse 8.8 muss diese mindestens ½ H betragen, wobei H der Höhe des Außengewindes bei Maximum-Material-Bedingung entspricht.
 
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