204 Prakt. Met. Sonderband 47 (2015)
2 Methodik
Zur Klärung der Versagensursache und Eingrenzung der möglichen Einflussfaktoren, kamen mak-
roskopische Beurteilungen sowie licht- und rasterelektronenmikroskopische (REM) Methoden zum ;
Einsatz.
Die für die Mikrostrukturuntersuchung notwendige Gefügeentwicklung wurde mittels Nitalätzung
vorgenommen. Unterstützt wurden die Untersuchungen durch Kleinlasthärtemessungen nach HV1, wl
Spannungsanalysen mittels der Methode der Finiten Elemente (FEM), Spektralanalysen der Stab- |
stähle, Elektronenstrahlmikroanalysen (EDX) und lokale Bestimmung der Elementverteilung an gs
Korngrenzen mittels 3D-Atomsonde. 109
Die Lokalisierung und Identifizierung von Grenzfléchen innerhalb der elektrolytisch préparierten
Atomsondenspitze erfolgte mittels FIB (Focused Ion Beam) und EBSD (Electron Back Scatter Dif- vow
fraction Pattern). Das Hauptaugenmerk wurde dabei auf Growinkelkorngrenzen gelegt. "
3 Ergebnisse ra
3.1 Schädigung und Werkstoff de
Die vielen geschädigten Bauteile lassen sich bereits vom makroskopischen Standpunkt her (vgl. ¥
Bild 1 mit Bild 2) in zwei Kategorien einteilen. Nämlich in die Serie I, die ausschließlich plastische :
Deformationen im Bereich der Biegekanten aufweist, wo lediglich die Zinkschicht aufgerissen bzw. “
abgeplatzt ist (Bild 1) und in die Serie II, bei der innerhalb der Biegekante Totalversagen eingetre- “
ten ist (Bild 2). An den letztgenannten Stabstahlteilen lässt sich auch bereits der offensichtliche am
Ausgang der Schädigung dingfest machen. ind +0
Die Bruchflichen der Serie II lassen an der inneren Randfaser immer dunkel erscheinende Flecken SEE
(Bild 3a), gefolgt von einem glitzernden und eher plan wirkenden Bruchbereich (Sprödbruch) er- ria
kennen. Der Restbruch ist durch erhebliche plastische Deformationen gekennzeichnet. Dieser Hey
Bruchbereich liegt unter ca. 45 ° zur Stabachse geneigt. or
Bestätigt wird das makroskopisch erkennbare Schadensbild durch die nachfolgenden REM- Ape wh
Aufnahmen (Bilder 3b-3d). Der dunkle Bereich erscheint im Materialkontrast (Bild 3b) deutlich $
heller als der umliegende Bruchbereich. Fraktographisch sind die dort vorliegenden Bruchstruktu- op
ren nicht eindeutig zuordenbar (Bild 3c), ob nun interkristalline oder transkristalline Werkstofftren-
nungen vorliegen. Die Bruchoberfléche ist laut Elektronenstrahlmikroanalyse mit einer Zinkschicht,
genauer gesagt mit einer Legierungsschicht bestehend aus Zink und Eisen, bedeckt. Im Ubergangs-
bereich (Bild 3d) sind sowohl inter- als auch transkristalline Werkstofftrennungen zu beobachten,
wobei an den Kornflächen Spuren von Zink ermittelt werden können. Im Anschluss daran liegen
vorwiegend transkristalline Brüche vor. An der äußeren Randfaser ist ausschließlich duktiles Werk- :
stoffversagen festzustellen, welches durch typische Scherwaben gekennzeichnet ist.
In Bezug auf den chemischen Aufbau der beiden Stahlbauteilserien gibt Tabelle 1 Auskunft. Bei ;
beiden Serien sind keine Abweichungen von der Richtanalyse, welche ebenfalls in Tabelle 1 enthal-
ten ist, gegeben. Weitere Untersuchungen der Festigkeits- und Verformungskennwerte haben ge-
zeigt, dass im gegenständlichen Fall die Anforderungen für den vorgegebenen Baustahl erfüllt sind.
Jedoch sind innerhalb der beiden Serien Unterschiede in Bezug zur chemischen Analyse festzustel-
len. Diese Elemente sind grau hinterlegt.
