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Gefügeuntersuchung

Foto zeigt Einlegen einer Probe ins Rasterelektronenmikroskop.
Werkstoffentwicklung erfordert Kenntnis über Legierungszusammensetzung, Herstellparameter, Mikrostruktur und Materialeigenschaften. Wir verfügen über modernes Equipment dafür und jahrzehntelange Erfahrung.

Lichtmikroskopie/Metallografie

Aus Probenuntersuchungen ziehen wir Rückschlüsse auf Umformgrade oder Wärmebehandlungen und optimieren damit u. a. die Herstellungsverfahren. Wir haben umfangreiche Erfahrung mit den Werkstoffgruppen Stahl, Gusseisen sowie Nichteisenmetalle und -legierungen.

Folgende Informationen über das zu untersuchende Material gewinnen wir mit metallografischen Methoden:

  • Gefügezusammensetzung (qualitativ und quantitativ)
  • Ausscheidungstyp, -verteilung und -häufigkeit
  • Reinheitsgrad (DIN 50602, ASTM E45, DIN EN 10247)
  • Korngröße (DIN EN ISO 643, ASTM E112)
  • Riss- und Bruchverläufe
  • Schweißnahtqualität
  • Mikro- und/oder Nano-Härte

Kenntnisse über das Gefüge und die Homogenität eines Materials sind wesentlicher Bestandteil bei der Beurteilung der Werkstoffeigenschaften, der verwendeten Fertigungsverfahren und der Untersuchung von Schadensfällen.


Rasterelektronenmikroskopie (REM)

Die moderne Werkstoffentwicklung ist darauf angewiesen, die Mikrostruktur mit ihren unterschiedlichen Gefügebestandteilen so präzise wie möglich zu charakterisieren, um Zusammenhänge zu Materialeigenschaften und Prozessparametern herstellen zu können. Außerdem spielen die Bruchflächenuntersuchung und die lokale chemische Analyse von Einschlüssen, Ausscheidungen oder Rissumgebungen eine entscheidende Rolle für das Verständnis der Werkstoffeigenschaften.

Mit unseren hochauflösenden Feldemissions-Rasterelektronenmikroskopen (JEOL JSM 7001F, Zeiss Supra 55VP) haben wir umfangreiche Möglichkeiten der Mikrostrukturanalyse:

  • Oberflächenstrukturen und Bruchflächen mit hoher Schärfentiefe und einer Auflösung bis in den Nanometerbereich charakterisieren
  • Kornform und -größe, Ausscheidungen und Einschlüsse untersuchen
  • Kristallografische Orientierungen durch Elektronenrückstreubeugung (EBSD) entlang eines definierten Messrasters auf der Probe bestimmen
  • Elementverteilung (auch von leichten Elementen wie Kohlenstoff, Stickstoff oder Sauerstoff) mit EDS messen

Mikrosondenmessung (ESMA)

Mit der wellenlängen-dispersiven Röntgenanalyse (WDS) an der Elektronenstrahlmikrosonde (ESMA) bestimmen wir sehr genau und ortsaufgelöst die chemische Zusammensetzung einer Probe. Besonders aufschlussreich sind dabei Konzentrationsänderungen in der Umgebung kritischer Mikrostrukturbestandteile, wie Ausscheidungen, Seigerungen, nichtmetallische Einschlüsse oder Risse.

Unsere Mikrosonden sind speziell für qualitative und quantitative Messungen der Elementverteilung ausgestattet.


Röntgendiffraktometrie (XRD)

Wir können mit XRD eine Vielzahl von Fragestellungen untersuchen, die mit dem Aufbau und der Verarbeitung von Werkstoffen zusammenhängen:

  • Phasen analysieren (qualitativ und quantitativ)
  • Kristallorientierungen (Texturen) bestimmen
  • Kristallbaufehler identifizieren
  • Eigenspannungen ermitteln

Instrumentierte Härtemessung

Untersuchung von lokalen Inhomogenitäten der Härte

Mit einer definierten Kraft messen wir kontinuierlich die Eindringtiefe während der Be- und Entlastung an einer Probe. Aus der aufgenommenen Kraft-Eindringkurve kann die Eindringhärte und der Eindringmodul bestimmt werden. Das in der direkten Umgebung des Eindrucks geprüfte Volumen hängt dabei entscheidend von der eingesetzten Prüfkraft ab. Bei geeigneter Wahl der Prüfkraft ist es möglich, lokale Inhomogenitäten der Härte, z. B. aufgrund von Gefügeunterschieden oder plastischer Verformung, zu untersuchen.


ZTU-Diagramme

Das Gefüge und die Eigenschaften niedriglegierter Stähle hängen entscheidend von der Temperatur-Zeit-Geschichte ab, die ein Bauteil bei der Herstellung durchläuft. Zeit-Temperatur-Umwandlungsdiagramme (ZTU-Diagramme) sind ein wichtiges Werkzeug, wenn es darum geht, das Potenzial eines Werkstoffes in Hinblick auf das erreichbare Gefüge zu überprüfen.

Die Erstellung kontinuierlicher Zeit-Temperatur-Umwandlungsschaubilder basiert auf der Erfassung und Auswertung von Abkühlverläufen mit Hilfe eines Dilatometers.

Unser Laborbereich ist nach DIN EN ISO/IEC 17025-2005 akkreditiert und nach DIN EN ISO 9001-2015 und 14001-2015 zertifiziert. mehr erfahren

© Salzgitter Mannesmann Forschung GmbH
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