Metallographie und Werkstoffprüfung

Abb. 1: Mikrogefüge einer laserstrahlgebohrten NiTi-Legierung (Formgedächtnislegierung)
Fig. 1: Microstructure of a laser-drilled NiTi-alloy (shape memory alloy)
Der Einsatz und die Entwicklung moderner Strahlverfahren in der industriellen Produktionstechnik erfordert eine geeignete Infrastruktur zur Prüfung der Bearbeitungsergebnisse und Bauteilqualitäten. Metallographische Methoden ermöglichen durch vielseitige Präparations- und Ätzverfahren, die Einflüsse der Laserbearbeitung auf die Gefügestruktur der verschiedenen metallischen und nichtmetallischen Werkstoffe sichtbar zu machen und auf mikroskopischem Wege zu charakterisieren. In diesem Zusammenhang stehen u.a. Schleif- und Polieranlagen, eine Vakuumeinbettung und verschiedenste Auf- und Durchlicht-Mikroskope mit bis zu 1000-facher optischer Vergrößerung zur Verfügung (Abb. 1).

Auch die Computertechnik macht vor der praktischen Metallographie nicht halt. Das Bildverarbeitungssystem ProIMAGE wird in Kombination mit einem Hochleistungsmikroskop und einer digitalen Farbkamera für die Makro- und Mikrofotographie zur Dokumentation, Bildbearbeitung und Archivierung von Gefügeaufnahmen angewendet. Die Bildanalyse bietet ein breites Anwendungsspektrum. Als Beispiel seien die Partikel- und Korngrößenbestimmung, die Schichtdickenmessung und die Korngrenzenanalyse genannt.

Abb. 2: Härteverteilung in einer laserstrahlgeschweißten Magnesiumlegierung
Fig. 2: Hardness distribution in a laser welded magnesium alloy
Eine bewährte Methode zur Bewertung von Gefügebeeinflussungen bei metallischen Werkstoffen stellen Härtemessungen dar.

Die detaillierte werkstoffkundliche Analyse kann durch die Rasterelektronenmikroskopie (REM) mit einer maximalen Vergrößerung von 1:200.000 durchgeführt werden. Es lassen sich z.B. Bruchbilder der zerstörenden Werkstoffprüfung beurteilen.

Das Gerät ist zur Anfertigung von Elementanalysen (Linescan, Mapping etc.) mit einem EDS-Modul ausgestattet (Energiedispersives Röntgenanalyse-Spektrometer, Elementanalyse ab Ordnungszahl 5).
Darüber hinaus ermöglicht das REM die Visualisierung von Ergebnissen der lasergestützen Mikromaterialbearbeitung. Anwendungsbeispiele sind hierbei die Beurteilung der lasergestützten Bearbeitung von Lithographiemasken oder Mikrokontaktierungen.

Zur Durchführung von statischen oder dynamischen Zug-, Druck- und Biegefestigkeitsuntersuchungen steht eine servohydraulische Prüfmaschine zur Verfügung. Als weitere Methoden der zerstörenden Werkstoffprüfung werden Verschleißprüfstände und auf den jeweiligen Anwendungsfall zugeschnittene Prüftechniken eingesetzt.

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