Full text: Fortschritte in der Metallographie

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Biegebruch zur Öffnung von Oberflächenfehlern 
Für die Präparation z.B. von Gleitringen zur Schadensanalyse hat sich ein axialer Bruchverlauf 
von der potentiell geschädigten Lauffläche ausgehend zur entgegengesetzten Stirnfläche 
bewährt. Nach geeigneter Einspannung und evtl. Eintrennen der Rückseite wird die Probe 
gebrochen. 
Innendruckberstversuche zur Öffnung von Volumenfehlern 
Bei kalotten- oder rohrförmigen Strukturbauteilen bietet sich der Innendruckberstversuch an, 
da er in der Wandung ein Spannungzustand einstellt, der ein relativ großes effektives Volumen 
überwiegend auf Zug beansprucht. Zum Teil werden entsprechende Versuche an Bauteilen zur 
Ermittlung von Kennwerten oder als Proof-Test ohnehin durchgeführt. Die Bruchflächen, die 
bei den Versuchen entstehen, können direkt als Präparate weiterverwendet werden. Wenn 
mehrere Bruchflächen entstanden sind, ist zu untersuchen, welcher Bruch als erster entstanden 
ist, da dieser den bruchauslösenden Fehler enthält. Methoden dazu sind in /Ric92/ beschrieben. 
Torsionsbruch zur Untersuchung spezieller Proben 
Am IKKM wurden, parallel zu anderen Präparationsmethoden, Proben durch Torsion 
gebrochen und untersucht. Bei homogenen Werkstoffen zeigte sich dabei ein ähnliches 
Bruchbild wie beim Biegebruch, allerdings ist die Untersuchung durch starke Zerklüftung der 
Bruchfläche erschwert. 
Torsion verursacht an der Oberfläche die höchste Schubspannung max; laut Mohr’schem 
Kreis unter 45° die max. Zugspannung Gmax. Der Torsionsversuch ist somit ebenfalls ein 
oberflächenbetonter Versuch, der Spannungsgradient entspricht dem der Biegung. Da Torsion 
mehr Oberfläche und mehr Volumen beansprucht als Biegung, läßt die Beanspruchung des 
tordierten Volumens auch eine Öffnung von Volumenfehlern erhoffen. Interessante Ergebnisse 
wurden bei der Untersuchung eines Schichtverbundes gefunden. 
4. Rasterelektronenmikroskopie und chemische Analysen 
Die mindestens 10-fach höhere förderliche Vergrößerung (Lichtmikroskop ca. 1.500-fach, 
Rasterelektronenmikroskop REM über 15.000-fach) sowie die erheblich größere Schärfentiefe 
machen das REM zum geeigneten Instrument zum WUntersuchen auch zerklüfteter 
Bruchflächen. 
Das Rasterelektronenmikroskop REM tastet die elektrisch leitfähige oder mittels 
Besputterung leitend gemachte Probe im Vakuum mit einem fokussierten Elektronenstrahl 
zeilenförmig ab. Die Elektronenantwort der Probe wird von 2 Detektoren aufgefangen und 
weiterverarbeitet. Der SE-Detektor liefert ein Bild, das im wesentlichen die Topographie 
(Berg und Tal) der Probe . wiedergibt. Geeignet z.B. zur Charakterisierung beliebig 
bearbeiteter Flächen. Wird die Probe vorher mit Gold gesputtert, erzeugt der SE-Detektor ein 
reines Topographiebild. Der RE-Detektor wertet Rückstreuelektronen, die von der Probe 
elastisch abprallen, aus. Es entsteht ein Elementkontrastbild, d.h. Elemente mit höherer 
Ordnungszahl erscheinen heller als Elemente mit niedriger Ordnungszahl, man erhält Hinweise 
auf die chemische Zusammensetzung, die z.B. durch Bildung von Korrosionsprodukten oder 
durch Infiltrierung mit Fremdmaterial verändert sein kann 
Eine chemische Analyse in einem vom REM angezeigten Bild gelingt mittels EDX. Die 
Energiedispersive Röntgen (x-ray) Analyse ermöglicht eine qualitative Elementanalyse der 
Oberfläche bis zu einigen um Tiefe. Mittels Korrekturprogrammen ist eine Teilquantifizierung 
der Analyse möglich, wenn spiegelglänzend planpolierte Proben verwendet werden. Auf 
Bruchflächen ist keine mengenmäßige EDX-Messung möglich. Weitergehende Angaben siehe 
/Rei73. Sch94/
	        
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