Die Verträglichkeitstabelle, die alle zitieren, und die Norm, aus der sie nicht stammt

Was MIL-STD-889 tatsächlich enthält

Die aktuelle Ausgabe ist MIL-STD-889D vom 21. Juli 2021, Galvanic Compatibility of Electrically Conductive Materials. Notice 1 vom 29. April 2026 hat bestätigt, dass sie für die Beschaffung gültig bleibt. Sie ersetzte 889C (2016), die wiederum 889B ersetzte (1976, mit Notices bis 1993).

In den Ausgaben, die vollständig lesbar sind:

• 889B — Tabelle I ist eine Matrix aus Werkstoffgruppen und Schutzsystemen. Tabelle II ist eine galvanische Spannungsreihe ausgewählter Metalle in Meerwasser, geordnet von unedel nach edel, ohne Zahlenwerte.
• 889C — Abschnitt 3.3 verweist für die relative Verträglichkeit auf Tabelle I. Tabelle II ist die galvanische Reihe in Meerwasser, belegt mit einem Bericht des Army Missile Command. Tabelle B-I nennt Standardelektrodenpotenziale reiner Metalle, was wiederum etwas anderes ist.
• 889D — Die Tabellen I bis III geben die anodische Korrosionsrate bei einem Flächenverhältnis von 1:1 in künstlichem Meerwasser an, abgestuft von 0 bis 6. Stufe 0 liegt unter 0,009 mil/Jahr und ist die Definition von verträglich.

Die Erstausgabe und die Ausgabe A liegen uns nicht in verlässlichem Volltext vor; die ehrliche Aussage ist daher enger als die des Internets: In den Ausgaben, die sich prüfen lassen, steht die Tabelle nicht, und es ist keine Originalseite aufgetaucht, die die Zuschreibung stützt.

Woher die Tabelle tatsächlich stammt

MIL-F-14072D (ER) vom 4. Oktober 1990 — eine Spezifikation für Oberflächen von Elektronikgeräten für den Landeinsatz. Ihre Tabelle VI, „Compatible couples“, hat eine Spalte mit der wörtlichen Überschrift „Anodic Index (0.01 V)“, daneben die EMK gegen eine gesättigte Kalomelelektrode, die Werkstoffgruppen und die zulässigen Paarungen. Die Gruppe von Gold steht bei EMK +0,15 V und Index 0, Magnesium bei −1,60 V und Index 175.

Dieselbe Methode findet sich in Steckverbinderspezifikationen — MIL-DTL-26482H und MIL-DTL-28754E verwenden beide einen abgeleiteten anodischen Index mit einer höchstzulässigen Differenz von 0,25 V. NASA-STD-6012A führt eine eigene abgewandelte Fassung, in der jeglicher leitfähige Kohlenstoff zur Gruppe 0 wird und Magnesium bei 190 statt 175 landet; die NASA ist also auch nicht die Quelle der verbreiteten Tabelle.

Die drei Schwellenwerte führen zu einer einzigen Quelle, und die zitiert die falsche Norm

Die vollständige Regel rau/normal/klimatisiert mit 0,15, 0,25 und 0,50 V lässt sich in ANSI/SCTE 129-2007, Abschnitt 2.3.5 auffinden, einer Norm der Kabelbranche. Dieses Dokument nennt die drei Schwellenwerte und schreibt sie MIL-STD-889 zu. Die Zuschreibung ist falsch, und die Regel scheint sich von dort aus verbreitet zu haben.

Ein früherer maßgeblicher Ursprung für die Dreiergruppe ließ sich nicht finden. Der Wert von 0,25 V allein hat durchaus eine militärische Grundlage, in MIL-F-14072D Abschnitt 3.13 und den oben genannten Steckverbinderspezifikationen — diese gelten jedoch speziell für Elektronikgeräte für den Landeinsatz und Steckverbinder, und die Zahl übersteht es nicht, aus diesem Geltungsbereich herausgelöst zu werden.

Die eigene Regel der NASA ist strenger und an Bedingungen geknüpft: Die Potenzialdifferenz darf 0,25 V nicht überschreiten, es sei denn, die gemessene Kontaktstromdichte liegt bei höchstens 1 µA/cm² ohne Lochfraß, wobei das Flächenverhältnis im Versuch der tatsächlichen Konstruktion entsprechen muss. Diese letzte Bedingung ist die interessante, und sie ist der Teil, den die populäre Tabelle nicht ausdrücken kann.

Warum ein Spannungsschwellenwert die Frage allein nicht beantworten kann

Die Potenzialdifferenz zeigt die treibende Tendenz — welches Metall angegriffen wird und wie stark die Zelle angetrieben wird. Sie sagt nichts über die Rate, denn die Rate hängt vom Polarisationsverhalten ab, von der Leitfähigkeit des Elektrolyten, vom Verhältnis der benetzten Flächen, vom Passivzustand alles dessen, was einen Passivzustand hat, vom Sauerstoffzutritt, von der Temperatur und von der Befeuchtungsdauer.

Beim Flächenverhältnis ist die Rechnung am klarsten. Der Strom zwischen den Elektroden bleibt erhalten, also I = A_ai_a = A_c|i_c|, und wo die Reaktion kathodisch kontrolliert ist und die Polarisation vernachlässigbar, gilt i_a ≈ |i_c| A_c/A_a. MIL-STD-889D Anhang C Abschnitt C.2.8 ist hier konkret: Unter kathodischer Kontrolle erhöht eine Vergrößerung der Kathodenfläche auf das Zwei- bis Dreifache den Strom typischerweise um denselben Faktor — unter gemischter Kontrolle ist der Zusammenhang jedoch nicht proportional, und unter anodischer Kontrolle spielt die Kathodenfläche kaum eine Rolle.

Eine große Kathode mit kleiner Anode ist also die gefährliche Geometrie, und deshalb ist eine kleine Aluminiumschraube in einer großen Edelstahlplatte eine schlechtere Anordnung als eine kleine Edelstahlschraube in einer großen Aluminiumplatte. 889B und 889C sagen das ausdrücklich und empfehlen für kleine Schrauben denselben oder einen edleren Werkstoff. Der Mechanismus wird auf der Seite Edelstahlschrauben in Aluminium durchgerechnet.

Edelstahl hat in der Reihe nicht nur einen Platz

Typische Korrosionspotenziale in strömendem Meerwasser gegen SCE:

Edelstahl erscheint zweimal, und der Abstand zwischen seinen beiden Einträgen liegt in der Größenordnung mehrerer hundert Millivolt — mit den Bereichsmitten gerechnet etwa 0,44 V für 304 und 0,35 V für 316. Aktiver 304 liegt neben Kohlenstoffstahl und kann sich an den Rändern mit ihm überschneiden. In abgeschirmten, schwach durchströmten oder schlecht belüfteten chloridhaltigen Umgebungen können sich diese Sorten in Richtung etwa −0,5 V gegen SCE verschieben.

Warum Edelstahl überhaupt eine Passivschicht hat und was sie entfernt, steht in A2 und A4 sind keine Stufen von „besser“.

Taiwan ist keine „normale“ Umgebung

Wer eine Schwellenwertzeile aus der Tabelle wählt, trifft mit dieser Zeile eine Annahme darüber, wo das Teil eingesetzt wird. Für Bauten und Anlagen in Taiwan muss diese Annahme meist rauer sein, als es aussieht.

Ein einjähriges Auslagerungsprogramm im Hafen Taichung stufte Kohlenstoffstahl, Zink, Kupfer und Aluminium allesamt als C4 nach ISO 9223 ein. Das Institute of Transportation des Verkehrsministeriums beschrieb die Insel in einem Bericht von 2024 als heiß, feucht und salzbelastet, mit höherer Chloriddeposition an der Nord- und Westküste im Herbst und Winter. Eine frühere Studie mit 23 Stationen fand die meisten Standorte für Zink stark korrosiv.

• Küstenstandorte, Hafengebiete, Wetterseiten, Dächer, halboffene Schaltschränke und alle Stellen, an denen Klimaanlagen Kondensat bilden, sind als Salz- und Feuchtebelastung zu behandeln.
• „Innen“ ist nicht dasselbe wie klimatisiert. Ein nicht entfeuchtetes Lager, ein Keller oder ein geschlossener Geräteschrank kann lange Zeit bei kondensierender Feuchte verbringen.
• Salz, das sich bei trockenem Wetter ablagert, bleibt liegen und wird bei der nächsten feuchten Phase wieder zu einem leitfähigen Film.

Die Lagerung ist für frisches Zink ein eigenes Problem — siehe Weißrost ist ein Lagerproblem.

Was statt des Nachschlagens einer Zahl zu tun ist

1. Eine der drei Bedingungen unterbrechen. Kontaktkorrosion braucht elektrischen Kontakt, einen gemeinsamen Elektrolyten und einen geschlossenen Strompfad, alles gleichzeitig. Isolierscheiben und -hülsen, Abdichtung, Entwässerung und nass montierte Verbindungen setzen direkter am Problem an als die Suche nach einer verträglichen Paarung.
2. Beide Seiten beschichten oder die Kathode. Nur die Anode zu beschichten ist eine Falle: Eine kleine Fehlstelle in dieser Beschichtung wird zu einer sehr kleinen Anode gegenüber einer unveränderten großen Kathode. 889D Abschnitt 5.4 empfiehlt, beide zu beschichten oder die Kathode mit einer Opferschicht zu versehen.
3. Erst die Geometrie, dann die Chemie. Ein edleres kleines Verbindungselement ist oft die richtige Konstruktion, kein Fehler.
4. Die Nichtmetalle nicht vergessen. Graphit und kohlenstofffaserverstärkte Verbundwerkstoffe sind starke Kathoden. CFK gegen Aluminium ist eine häufige Form dieses Problems, bei der auf einer Seite gar kein Metall ist.
5. Auf nicht galvanische Verbote prüfen. 889D Anhang A Abschnitt A.4.7 warnt vor metallinduzierter Versprödung zwischen Titan und Cadmium, Zink oder Silber. Eine Verträglichkeitstabelle nach Potenzial zeigt das nie.
6. Prüfen, wenn es darauf ankommt. ASTM G71 behandelt Durchführung und Auswertung von Prüfungen der Kontaktkorrosion in Elektrolyten; das ist der Weg zu einer echten Zahl für Ihre echte Paarung.

Und beachten Sie, was „verträglich“ behauptet. 889D Abschnitt 5.1 warnt, dass es geringe Kontaktkorrosion unter den festgelegten Bedingungen bedeutet. Über Lochfraß, Spaltkorrosion oder Spannungsrisskorrosion sagt es nichts.

Wo das anschließt

Der Mechanismus und das Argument zum Flächenverhältnis stehen vollständig in Edelstahlschrauben in Aluminium. Was eine galvanische Sperrschicht bringt und wie lange sie hält, steht in Oberfläche wählen, und die beiden Edelstahlsorten, die oft als Stufenleiter behandelt werden, in A2 und A4.

Quellen

• MIL-STD-889D, 21. Juli 2021, Galvanic Compatibility of Electrically Conductive Materials — §§1.1–1.3, 3.10, 5.1, 5.3–5.5, Tabellen I–IV, Anhang A §A.4.7, Anhang C §§C.2.7–C.2.12; Notice 1, 29. April 2026 (Validierung)
• MIL-STD-889C (2016) §3.3, Tabellen I, II, B-I; MIL-STD-889B (1976) Tabellen I–II
• MIL-F-14072D (ER), 4. Oktober 1990 — §3.13 und Tabelle VI, „Compatible couples“, Spalte „Anodic Index (0.01 V)“
• MIL-DTL-26482H §6.6/Tabelle XXXI; MIL-DTL-28754E §6.5/Tabelle VI — abgeleiteter anodischer Index, höchstens 0,25 V
• NASA-STD-6012A — Tabelle 1 (abgewandelter anodischer Index) und §4.9.4a
• ANSI/SCTE 129-2007 §2.3.5 — die 0,15/0,25/0,50-V-Regel mit ihrer Zuschreibung an MIL-STD-889
• ASTM G82-98(2021)e1 — Aufstellung und Anwendung einer galvanischen Reihe zur Vorhersage; ASTM G71-81(2024) — Durchführung und Auswertung von Prüfungen der Kontaktkorrosion in Elektrolyten
• ISO 16364:2026 — Leitlinien zur Beherrschung der Kontaktkorrosion; ISO 7441:2015; ISO 9223:2012
• Lo und Lin, 2018, Materials and Corrosion — einjährige Auslagerung im Hafen Taichung, ISO 9223 C4; Corrosion Science 48 (2006) — Taiwan-Studie mit 23 Stationen; Institute of Transportation, MOTC, 2024
• Australasian Corrosion Association — Potenziale der galvanischen Reihe in Meerwasser

Die Annahme einer bestimmten Baugruppe richtet sich nach Ihrer Zeichnung und Ihren eigenen Prüfungen.

Auf der Seite der Verbindungselemente bietet die Spezifikation für Schrauben im Stahlbau eine wetterfeste Ausführung an und sagt, dass bei nicht angegebener Ausführung beide geliefert werden dürfen.

Eine Norm macht das Problem ungleicher Metalle zu einem Konstruktionsmerkmal: Ein Bolzen darf aus zwei reibgeschweißten Werkstoffen bestehen, damit das Ende, das zur Schweißung wird, zum Grundwerkstoff passt.

Dieser Beitrag behandelt Schritt 1: Grundwerkstoff. Die vollständige Reihenfolge lautet Grundwerkstoff, Gewinde, Kopf, Antrieb, Oberfläche und Dokumentation. Warum eine andere Reihenfolge Nacharbeit verursacht, erläutert der englische Beitrag Specifying a screw.

Häufige Fragen

Stammt die Tabelle des anodischen Index aus MIL-STD-889?

Nein. In MIL-STD-889B, 889C und 889D, die vollständig lesbar sind, gibt es keine Tabelle namens Anodic Index. Diese Ausgaben verwenden Verträglichkeitsmatrizen nach Werkstoffgruppen, eine galvanische Reihe in Meerwasser ohne Zahlenwerte und in der Ausgabe von 2021 eine Matrix anodischer Korrosionsraten. Die Tabelle mit einem Index für jedes Metall lässt sich auf MIL-F-14072D von 1990 zurückführen, eine Spezifikation für Oberflächen von Elektronikgeräten für den Landeinsatz, deren Tabelle VI eine Spalte mit der Überschrift Anodic Index in Einheiten von 0,01 Volt enthält.

Woher kommt die Regel mit 0,15, 0,25 und 0,50 Volt?

Die vollständige dreistufige Regel findet sich in ANSI/SCTE 129-2007 Abschnitt 2.3.5, die sie nennt und MIL-STD-889 zuschreibt. Diese Zuschreibung wird vom Text von MIL-STD-889 in keiner Ausgabe gestützt, die wir prüfen konnten. Eine frühere maßgebliche Quelle für die Dreiergruppe ließ sich nicht finden. Der Wert von 0,25 Volt allein erscheint zwar in MIL-F-14072D und in Steckverbinderspezifikationen, diese gelten aber für Elektronikgeräte für den Landeinsatz und Steckverbinder.

Was verwendet die aktuelle MIL-STD-889 anstelle einer Spannungsdifferenz?

MIL-STD-889D stuft Paarungen nach der anodischen Korrosionsrate ein, gemessen bei einem Flächenverhältnis von eins zu eins in künstlichem Meerwasser, von Stufe 0 mit unter 0,009 mil pro Jahr, der Definition von verträglich, bis Stufe 6 mit über 100 mil pro Jahr. Ihr Vorwort sagt, der ältere Ansatz über die Potenzialdifferenz lasse die Kinetik außer Acht und sei kein Indikator für die Korrosionsrate, und Abschnitt 3.10 sagt, ihre eigene Tabelle der galvanischen Reihe diene nur als Referenz und dürfe nicht zur Bestimmung der Verträglichkeit verwendet werden.

Warum erscheint Edelstahl in einer galvanischen Reihe zweimal?

Weil seine Lage davon abhängt, ob die Passivschicht intakt ist. Passiver 304 liegt in Meerwasser bei etwa minus 0,04 bis minus 0,10 Volt gegen eine gesättigte Kalomelelektrode, aktiver 304 dagegen bei etwa minus 0,44 bis minus 0,58, neben Kohlenstoffstahl. Der Abstand liegt in der Größenordnung mehrerer hundert Millivolt. In abgeschirmten, schwach durchströmten oder schlecht belüfteten chloridhaltigen Umgebungen können sich diese Sorten in Richtung etwa minus 0,5 Volt verschieben.

Ist das Flächenverhältnis wichtiger als die Potenzialdifferenz?

Die Potenzialdifferenz zeigt die treibende Tendenz; das Flächenverhältnis beeinflusst die Abtragsrate stark, wo die Reaktion kathodisch kontrolliert ist. MIL-STD-889D Anhang C sagt, dass unter kathodischer Kontrolle bei vernachlässigbarer Polarisation eine Vergrößerung der Kathodenfläche auf das Zwei- bis Dreifache den Strom typischerweise um denselben Faktor erhöht, während der Zusammenhang unter gemischter Kontrolle nicht proportional ist und die Kathodenfläche unter anodischer Kontrolle kaum eine Rolle spielt. Eine große Kathode mit kleiner Anode ist die gefährliche Geometrie.

Sollte ein Verbindungselement edler oder unedler sein als die Teile, die es verbindet?

Meist edler, denn das Verbindungselement ist das kleinste Metallteil der Verbindung, und eine kleine Anode konzentriert den Angriff. MIL-STD-889B und 889C empfehlen für kleine Schrauben denselben oder einen edleren Werkstoff. Der Preis dafür: Ein passives Verbindungselement in einem chloridhaltigen Spalt kann seine Passivschicht verlieren und selbst Lochfraß oder Spaltkorrosion erleiden; deshalb müssen sowohl die Gefährdung des Grundwerkstoffs als auch die des Verbindungselements geprüft werden.