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Mikroskopische Bruchuntersuchungen

Für die Ermittlung der Schadensursache gibt es kein „Patenrezept“, aber die

Vorgehensweise zur Untersuchung von Bruchflächen erfolgt meinst mikroskopisch am Stereo- und Rasterelektronenmikroskop.

Die Benennung von Brüchen oder Korrosionsschäden erfolgt dann in der Regel aufgrund der makroskopischen, und der im Rasterelektronenmikroskop sichtbaren Merkmale. Dabei es wichtig, möglichst viele Informationen über die Probe und den   Verlauf eines Schadens im Vorfeld zu erhalten. Für die Ermittlung der Bruchtopographie und Korrosionsart muss zudem bei den zu untersuchenden Flächen auf eine gute Konservierung der noch erhaltenden Merkmale geachtet werden. In der Praxis sind bei vielen Proben die Flächen durch spätere Einflüsse geschädigt. Dazu gehören beispielsweise nachträgliche Korrosionsspuren, Verformungen oder Reinigung. Teilweise können auch Beläge zur Rekonstruktion des Bruchvorgangs helfen.

In der GWP wird die Probe zuerst im ungereinigten Anlieferungszustand belassen, um die Originalstrukturen und Beläge unverändert erfassen zu können.
Erst später werden Bruchflächen gegebenenfalls im Ultraschallbad gereinigt.
Zur Reinigung werden je nach der Beständigkeit des Werkstoffes und Art der
Verunreinigungen unterschiedliche Mittel eingesetzt, z. B. für Stahl: destilliertes Wasser entfernt Staub und Salzrückstände, Isopropanol, Aceton, Waschbenzin lösen Öle und Fette und mit Zitronensäure oder Amoniumhydrogencitrat-Lösung lassen Rostbeläge entfernen.

Am Stereomikroskop wird versucht die Bruchausbreitung zu rekonstruieren. Dabei hilft die Tatsache, dass sich oft mehrere in verschiedenen Ebenen liegende Teilrisse beim Bruchfortschritt vereinen. Auch Beläge helfen bei der Rekonstruktion des Bruchhergangs; junge Bruchbereiche sind oft belagsfrei oder
Nur schwach belegt. Eine rauhe, zerklüftete (Gewalt-) bruchfläche oder eine Schublippe (an der Gratbildung zu erkennen) weist auf das Ende eines Bruches hin.
Nach der makroskopischen Beurteilung erfogt die  Untersuchung am Rasterelektronenmikroskop.
Auf folgende Erscheinungsformen wird bei der Untersuchung üblicherweise geachtet:

Liegen metallurgische Fehler im Inneren des Werkstoffes vor ?
Weist die Bruchfläche Anzeichen für einen korrosiv bedingten Schaden auf ?
Sind am Bruchausgangsort Besonderheiten festzustellen (Einschlüsse, Kerben,...) ?

Metallurgische Fehler im Inneren des Werkstoffes sind dabei meist herstellungsbedingt.
Innere Hohlräume und Trennungen können durch eingeschlossene Gasblasen und Poren, Anhäufungen nichtmetallischer Verunreinigungen in der Schmelze, mangelnde Bindung der Körner in Sinterwerkstoffen, Bindefehler infolge mangelnder Benetzung oder eingelagerten Wasserstoff (Fischaugen).

Haben Sie Fragen rund um die mikroskopische Bruchcharakterisierung oder benötigen Sie entsprechende Laboruntersuchungen? Unser Werkstofflabor berät Sie gerne.

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