Schadensanalyse
Gegenstand der Schadensanalyse ist es die Primärschadensursache, die sogenannte Root Cause („Wurzel allen Übels“), für den Bauteilausfall bzw. den Verschleiß herauszufinden. Denn nur über deren Kenntnis der Ausfallursache können Abhilfemaßnahmen zur Vermeidung von Schadens- und Verschleißfällen definiert werden. Dazu werden verschiedene Verfahren aus dem Bereichen der Materialprüfung und Oberflächenanalyse eingesetzt. Wir verfügen als Steinbeis-Transferzentrum über eine umfassende Laborausstattung, so dass für die Schadensanalyse vielfältige Methoden eingesetzt werden können.
Unabdingbar für eine qualifizierte Schadensanalyse ist die vollständige Analyse aller beteiligten Komponenten. Hierzu kommen als Mittel der Wahl die Lichtmikroskopie, die Rasterelektronenmikroskopie incl. Röntgenspektroskopie (EDX) für Materialanalysen zum Einsatz.
Anwendungsbeispiele
- Analyse von Schadensfällen
- Verschleißuntersuchungen zur Klärung der Ursachen
- Untersuchung von von Alterung, Korrosion und Oxidation
- Herkunftsermittlung von Partikeln, Spänen und Teilchen
- Analyse metallischen und nicht-metallischen Einschlüssen
- Fehleranalyse bei Beschichtungen (Härte, Dicke, Haftung)
- Untersuchung elektrischer Kontaktprobleme
- Werkstoffbestimmung und Gefügeanalyse
Analysen
OBERFLÄCHENANALYSE
Die lichtoptischen Analysen von Oberflächen von Bauteilen erfolgen einem Stereomikroskop, einem Auflichtmikroskop oder einem Digitalmikroskop. Alle diese Mikroskope ermöglichen hochwertige Bildaufnahmen der Objektoberfläche und die Bestimmung von geometrischen Merkmalen wie Länge, Winkel, Radien und Flächen.
RASTERELEKTRONENMIKROSKOPIE (REM, EDX)
Mit einem Rasterelektronenmikroskop (REM) werden tiefenscharfe Bildaufnahmen der Objektoberfläche mit großer Vergrößerung angefertigt. Dabei rastert ein fein gebündelter Elektronenstrahl die Oberfläche präzise Zeile für Zeile ab. Die hierbei stattfindende Wechselwirkung mit dem Objekt wird zur Erzeugung von Aufnahmen der Oberflächentopographie (SE) sowie für Materialkontrastbilder (BSE) genutzt.
Mit der Energiedispersiven Röntgenspektroskopie (EDX) am REM werden Materialanalysen durchgeführt indem die chemischen Elemente bestimmt werden. Diese Methode beruht darauf, dass jedes chemische Element eine charakteristische Röntgenstrahlung aussendet, wenn es durch den Elektronenstrahl des REMs angeregt wird.
BESCHICHTUNGSANALYSE
Stimmen bei Beschichtungen die Schichthärte, die Schichtdicke oder die Haftfestigkeit nicht, kann es zum Versagen des Schichtsystems kommen. Wir analysieren die Eigenschaften von Beschichtungen mit den nachstehenden Verfahren.
Die Schichthärteprüfung erfolgt mit sehr kleinen Prüfkräften und geringen Eindringtiefen des Prüfkörpers. Diese Eindringprüfung zur Bestimmung der Schichthärte erfolgt entweder an der Oberfläche oder im polierten Querschliff.
Die Schichtdickenmessung wird abhängig von Schichtart, Schichtdicke und Substrat mit verschiedenen Verfahren durchgeführt. Dabei werden Schichtstärken vom Mikrometerbereich bis zum Nanometerbreich bestimmt, von Einzelschichten bis hin zu Mehrschichtsystemen.
Die Haftfestigkeitsprüfung dient zur Bewertung der Verbindungsfestigkeit zwischen Beschichtung und Substrat (adhäsive Schichthaftung) und des inneren Zusammenhaltes der Schicht (kohäsive Schichthaftung).
HÄRTEPRÜFUNG
Bei der Härteprüfung wird ein Prüfkörper in den Werkstoff mit einer definierten Kraft eingedrückt und die Härte als Eindringwiderstand bestimmt. Als Messgröße für die Makrohärte dient verfahrensabhängig die Größe des bleibenden Abdruckes des Prüfkörpers (Vickers, Knoop, Brinell) oder die Eindringtiefe (Rockwell, Super Rockwell). Um kleine Eindringtiefen des Prüfkörpers durch kleine Prüfkräfte zu erreichen erfolgt die Härteprüfung in Form der instrumentierten Eindringprüfung, die abhängig von der Prüfkraft als Mikrohärteprüfung und Nanoindentierung bezeichnet wird.
HÄRTEVERLAUFSMESSUNG
Die Härteverlaufsmessung dient dazu die Einhärtetiefe von randschichtgehärteten Stählen zu bestimmen. Hierzu werden im Querschliff eine Reihe von Härteeindrücken vom Bauteilrand in Richtung Bauteilmitte gesetzt. Je nach Randschichthärteverfahren wird damit die Einhärtetiefe, die Einsatzhärtetiefe (EHT), die Randschichthärtetiefe (RHT) oder die Nitrierhärtetiefe (NHT) bestimmt. Mit der Härteverlaufsmessung lässt sich auch die Härteverteilung an Schweißnähten bestimmen und so die Wärmeeinflusszone bewerten. Lichtbogenschweißverbindungen werden nach ISO 9015 geprüft und die mit Laser- und Elektronenstrahlen hergestellte Schweißverbindungen nach ISO 22826.
MASS-, FORM- UND LAGEMESSUNG
Die Bestimmung von geometrischen Eigenschaften von Bauteile, wie z.B. Längen, Winkel, Konturen sowie Form- und Lageabweichungen, führen wir mit taktilen und optischen Messgeräten durch.
PARTIKELANALYSE
Für die Partikelanalyse werden Lichtmikroskope und das Rasterelektronenmikroskop (REM) eingesetzt. Da oftmals in Zusammenhang mit Partikel die Zusammensetzung des Materials zu bestimmen ist, erfolgt diese mit der energiedispersiven Röntgenspektroskopie (EDX) am Rasterelektronenmikroskop.
Abrasivverschleiss