Metallographie

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*HIXQGHQH*HIJHEHVWDQGWHLOH BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB 5.1.1 Ferrit ____________________________________________________________________________ 6 5.1.2 Perlit ____________________________________________________________________________ 6 5.1.3 Zementit__________________________________________________________________________ 6 5.1.4 Graphit___________________________________________________________________________ 6 5.1.5 Martensit _________________________________________________________________________ 6 5.1.6 Austenit __________________________________________________________________________ 7 (UJHEQLVVHGHU6FKOLIIELOGXQWHUVXFKXQJ BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB 5.2.1 Schliffbild von C140________________________________________________________________ 7 5.2.2 Schliffbild von C45_________________________________________________________________ 7 5.2.3 Schliffbild von GG30 _______________________________________________________________ 7 5.2.4 Schliffbild von GGG60______________________________________________________________ 8

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Im Praktikum wird die Herstellung von Schliffproben besprochen und durchgeführt. Mikroskope werden erklärt und an ihnen bei verschiedenen Vergrößerungen Metallgefüge beschrieben und bewertet.

An Schliffproben aus unterschiedlichen Werkstoffen und verschiedenen Wärmebehandlungszuständen werden Gefügebestandteile dargestellt.

Es ist ein Versuchsprotokoll anzufertigen, das die Mikroskopbilder mit Beschriftung der einzelnen Gefügebestandteile enthält.

1) Beschreiben Sie die erforderlichen Arbeitsschritte zur Probenvorbereitung in der Lichtmikroskopie.

2) Beschreiben Sie die beiden im Praktikum verwendeten Mikroskope (Vor- und Nachteile, Einsatzgebiete).

3) Erklären und beschreiben Sie die vorgefundenen Gefügeteile (wie z.B. Perlit, Ferrit,...)

4) Schätzen Sie den Kohlenstoffgehalt des Ihnen am Ende des Praktikums gezeigten untereutektoidischen, normalisierten Stahles.

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Die Metallographie ermöglicht es, sich Gefüge von Bauteilen genau zu betrachten. Der Anteil von verschiedenen Gefügeteilen, sowie die Größe der Körner usw. geben Auskunft über die Art oder das Entstehen eines Metalls.

Durch die Untersuchung können zum Beispiel Bruchflächen, die durch mechanische Belastung verursacht wurden, untersucht, vermessen und genau interpretiert werden. Dies ermöglicht beispielsweise bei Unfällen oder Defekten, im Nachhinein Gründe für das Versagen des Teils zu finden oder die tatsächlichen Vorgänge näher zu beleuchten. Besonders wichtig sind metallographische Untersuchungen demnach für Gutachter und Sachverständige, aber auch für Werkstätten und andere Firmen.

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Um Metallgefüge näher zu betrachten, wurden vor allem zwei Mikroskope mit verschiedenen Vergößerungsstufen verwendet:

Das Lichtmikroskop besteht im wesentlichen aus verstellbaren Objektiven, die eine Vergrößerung bis zu 1000 fach möglich machen. Die besonders vorbereitete Probe

(Vorbereitung siehe 4.2) wird auf einen Probentisch gelegt und mit einem schwenkbaren Arm, an dem die Lichtquelle befestigt ist, beleuchtet. An einem zweiten, ebenfalls

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schwenkbaren Arm, ist ein Objektiv befestigt, das über einen Bildschirm das Bild von der Oberfläche des Bauteils ausgibt.

Eine Vergrößerung von 500:1 war bei uns in allen Fällen die optimale Vergrößerung, da in diesem Bereich Korngrenzen und Gefügebestandteile klar erkennbar waren.

Die Verwendung einer Kamera und den schwenkbaren Objektiven ist nur bei größeren Gruppen sinnvoll. Sonst verwendet man feste Objektive, die ein dreidimensionales Bild von der Oberfläche erzeugen, und so genauer abbilden.

Ein gutes Lichtmikroskop ist relativ kostengünstig und gibt trotzdem bereits ein oft ausreichendes Bild von der betrachteten Oberfläche ab, so daß es sehr geeignet ist für Ingenieurbüros und Gutachter.

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Neben dem Lichtmikroskop wird in der Metallographie auch ein Raster-Elektronen-Mikroskop verwendet. Dies kann mehr vergrößern als ein Lichtmikroskop, da es nicht durch die Wellenlänge des Lichts beschränkt wird. Bei einem Lichtmikroskop bleiben jene Teile unerkannt, die kleiner sind als die Wellenlänge des Lichts.

Im Gegensatz dazu tastet das Raster-Elektronen-Mikroskop die Oberfläche des betrachteten Teils mit einem Elektronenstrahl ab. Die Schärfentiefe des Raster-Elektronen-Mikroskop ist sehr viel größer, als beim Lichtmikroskop.

Neben dem Einsatzgebiet in der Metallographie wird ein Raster-Elektronen-Mikroskop auch sehr viel in der Medizin eingesetzt.

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Die Vorbereitung einer Probe zur metallographischen Untersuchung ist langwierig und erfordert höchste Aufmerksamkeit, da es bei mangelhafter Vorbereitung zu Fehlern in der Interpretation kommen kann.

Von einem zu untersuchenden Stück wird zunächst mit einer Kreissäge unter ständiger Kühlung mit einer Kühlflüssigkeit ein Span angenommen, der später untersucht werden soll. Die Kühlung ist dabei besonders wichtig, da das Gefüge durch große Hitze sonst verändert würde und es bei der Betrachtung zu Mißdeutungen kommen könnte.

Anschließend wird das Metallstück in einen zylinderförmigen Becher auf den Boden gelegt. Solle bevorzugt eine Seite des Metallstücks betrachtet werden, muß diese auf dem Boden aufliegen, da dies später die Oberfläche der Probe sein wird.

Es ist darauf zu achten, an den Rand des Bechers einen Zettel mit Details zum inliegenden Probestück zu legen, da diverse Proben sonst nach einiger Zeit nicht mehr eindeutig zu identifizieren wären.

Anschließend wird der Becher mit einem Kunstharz aufgefüllt, der aushärten muß.

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