Materialographie
Ob Schraub-, Kleb-, Niet- oder Schweißverbindung – damit der Zusammenschluss zweier oder mehrere Fügeteile keine Fügung des Schicksals bleibt, kommen an unserem Lehrstuhl eine Vielzahl an Analyse- und Präparationsmethoden zum Einsatz, um Werkstoffe, Halbzeuge oder fertigen Bauteile bis hin zur ihrer Mikrostruktur untersuchen zu können.
Neben automatischen Härteprüfern, Gasanalysatoren sowie institusintern genutzer Spektrometrie und modernen Rasterelektronemikroskopen, bietet die Materialographie, als interdisziplinärer Teil der zerstörenden Werkstoffanalytik, die Möglichkeit zur qualitativen und quantitativen Untersuchung einfacher und komplexer Strukturen in einer zweidimensionalen Ebene.
Die Betrachtung ein solches Schnittbild kann Aufschluss über die Eigenschaften der Fügepartnern liefern und Aussagen über die Ursache und Vorbeugung von Materialfehlern wie etwa Rissen, Poren und Bindefehler ermöglichen. Dies ist vor allem für die Klärung von Schadensfällen und zur Verbesserung bereits bestehender Technologien hilfreich.
Das nachfolgende Beispiel soll einen kurzen Einblick in die Arbeitsweise liefern.
Quantitative Analyse – Ermittlung des Ferrit-Austenit-Verhältnisses
Versuchsstand einer RundnahtschweißungDie aus einer Superduplexgusslegierung [1.4469] gefertigten Rohrabschnitte werden mittels Unterpulverschweißung mit ins Schmelzbad eingetauchtem Kaltdraht zusammengefügt. |
Die fertige Tulpennaht(U-Naht) mit der für das Verfahren typischen, großen Nahtbreite |
Querschliff durch die U-Naht mit sichtbarem MehrlagenaufbauDie Probe wurde aus dem geschweißten Rohr herausgetrennt, eingebettet, geschliffen und poliert. Eine anschließende Farbätzung hat die Schweißnaht dunkelblau eingefärbt. Die Badsicherung, hier Teil des rechten Rohres, wurde nicht mit umgeschmolzen. |
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Detailaufnahme der SchweißraupeDie gerichtet erstarrten Phasen Austenit und Deltaferrit (blau eingefärbt) lassen sich gut voneinander trennen.
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Detailaufahme mit FilterDas Flächenverhältnis der Phasen wird mittels Analysesoftware bestimmt. Die daraus gewonnen Daten helfen bei der Parameteroptimierung (Energieeintrag, Vermeidung von Erstarrungsrissen etc.) |