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5. Beispiele für erfolgreiche Bruchpräparation
Eine Präparation soll hier als erfolgreich verstanden werden, wenn angemessener
Präparationsaufwand reproduzierbar zu Präparaten führt, die Bilder mit hinreichender
Bildqualität und Aussagekraft liefern
Bei Detektion eines bestimmten Fehlertyps ist eine ursächliche Interpretation anzustreben. Dies
erfordert u.U. weitere Analysen, um die Aussagen abzusichern /Mai95/. Das daraus abgeleitete
Modell der Fehlerentstehung kann für Verbesserungen an Werkstoff oder Produktionsprozeß
bzw. der Einsatzumgebung genutzt werden. Eine abgesicherte und umfassend interpretierte
Schadensanalyse schafft somit Potential für Verbesserungen und Einsparungen.
Neben SiC-Präparaten aus der Gleitringdichtungsforschung stammen die Beispiele aus zwei
aktuellen Untersuchungen. In allen Fällen suchen die Auftraggeber Verbesserungspotential um
Einsatzgrenzen zu erweitern oder die Produktzuverlässigkeit zu steigern.
5.1. Schädigungstiefe beim Laserstrukturieren von Gleitflächen
Zur Verbesserung der tribologischen Eigenschaften, d.h. zur Verbesserung des Verschleiß- und
Laufverhaltes von Gleitflächen, wurden keramische Gleitringdichtungen mit feinen Näpfchen
(Schmiertaschen) strukturiert. Die verwendete Methode des Laserformabtrags LFA verursacht
unterhalb der Wirk- bzw. _Bearbeitungszone Werkstoffveränderungen, die an
Biegebruchpräparaten untersucht wurden
REM-Aufnahme
nach Biegebruch-
präparation,
bis zu ca. 50um
unterhalb des Kra-
ters möglicherweise
durch Schmelzfluß
verändertes Gefüge,
die muschel-
förmigen Ausbrüche
deuten auf Risse im
Randbereich hin.
Bild 1: Laserformabgetragenes Näpfchen, IPT Aachen, auf fein poliertem SiC einer Gleitringdichtung
Das thermisch veränderte Gefüge fällt durch Vergleich mit dem darunterliegenden Werkstoff
direkt auf. Der Bruchverlauf folgt vorhandenen Rissen und ändert beim Verlauf durch
verändertes Material sein Aussehen. Die Untersuchung ergab, daß die Risse und
Gefügedefekte sich auf eine exakt begrenzte Zone unterhalb des Näpfchens beschränken. Es
wurde angenommen, daß die festigkeitsmindernde Wirkung der LFA-Strukturierung im
Betrieb ohne Einfluß ist. In Hochgeschwindigkeitsversuchen bestätigte sich diese Annahme.
