Metallographie

Die Metallographie und deren Wichtigkeit

Die Metallographie (englisch Metallography) oder auch Schliff genannt, ist eine labortechnische Untersuchung, welche die innere Struktur von Metallen und Legierungen analysiert. Unter zu Hilfenahme spezieller Präparationstechniken mit Hilfe eines Lichtmikroskopes lässt sich das Gefüge, d.h. die Anordnung der Kristallite und Einschlüsse sichtbar machen. Die Gefügestruktur des Werkstoffs hat maßgeblichen Einfluss auf die Eigenschaften des Metalls wie seine Festigkeit, Zähigkeit, Bearbeitbarkeit und Korrosionsbeständigkeit.

Im Bereich der Qualitätskontrolle der Fehleranalyse, der Werkstoffentwicklung und der wissenschaftlichen Grundlagenforschung spielt die Metallographie daher eine bedeutende Rolle.

Abläufe der metallographischen Untersuchung:

Durch die metallographische Untersuchung lassen sich die „inneren Werte“ des Bauteiles ermitteln.

Nach dem Heraustrennen der Probe aus dem Bauteil erfolgt die Präparation des Schliffes.

Zur Erstellung eines Makroschliffes bei Stählen wird in den Schleifstufen 120, 320, 500 sowie 1200 geschliffen. Hierdurch lässt sich eine polierte Oberfläche erstellen.

Im nächsten Schritt erfolgt die Präparation durch das Ätzen. Um die Schweißnaht sowie die Wärmeeinflusszone zu sehen, werden primär alkoholische Salpetersäue (unlegierte Stähle), oder das Ätzmittel nach Adler (hochlegierte Stähle) verwendet.

Durch die Auswahl weiterer Ätzmittel lassen sich weitere Gefügezustände sichtbar machen, wie z.B.:

Folgende Informationen können durch metallographische Untersuchungen gewonnen werden:

Metallographische Untersuchungen sind in der Materialwissenschaft und der Qualitätskontrolle unverzichtbar: Die Analyse der inneren Strukturen und Eigenschaften metallischer Werkstoffe sind für die Bewertung und Optimierung von Materialien von entscheidender Bedeutung. In der Metallographie der Gefügebilder gehören zu den wichtigsten Untersuchungsmethoden:

Relevante Untersuchungen der Fehleranalyse sind:

Zu den Untersuchungen im Bereich der Wärmebehandlungseffekte gehören:

Zu den Untersuchungen des Herstellungsprozesses zählen:

Im Bereich der Werkstoffidentifikation dient die Legierungsbestimmung zur Analyse des Gefüges sowie der Phasen eines Werkstoffs.

Welche Materialien können metallographisch untersucht werden?

Die wichtigste Werkstoffgruppe für metallographische Untersuchungen sind Metalle und Legierungen:

Schließlich sind auch metallographische Untersuchungen dünner Schichten von Bedeutung:

Welche Methoden der Probenpräparation werden in der Metallographie verwendet?

Die Probenpräparation ist ein entscheidender Prozessschritt in der Metallographie. Dabei wird das Material für die mikroskopische Untersuchung so vorbereitet, dass eine repräsentative Oberfläche verfügbar wird, welche die innere Struktur des Materials sichtbar macht.

Zu den wichtigsten Methoden gehören das Schleifen, das Polieren, die Probenfixierung sowie das Ätzen. Beispielsweise kommt für Aluminium das Ätzen in der Metallographie als Methode der Probenpräparation zur Verwendung. Für die Probenfixierung ist das Kalteinbetten in der Metallographie ein häufig genutztes Verfahren.

Zusätzliche Verfahren neben dem Schliff in der Metallographie sind das Ionenschleifen, wenn es sich um besonders empfindliche Materialien oder feine Strukturen handelt, sowie das Ultraschallpolieren für sehr glatte Oberflächen.

Welche Techniken der Mikroskopie kommen in der Metallographie zum Einsatz?

Die Lichtmikroskopie ist eine häufig eingesetzte Technik in der Metallographie. Es stehen mehrere Formen der Lichtmikroskopie zur Verfügung:

Im Bereich der Elektronenmikroskopie kommen diese Techniken zum Einsatz:

Weitere Techniken in der Metallographie sind:

Welche Arten von Mikrostrukturen können durch Metallographie analysiert werden?

Dies sind die wichtigsten Typen von Mikrosturkturen, die sich in der Metallographie analysieren lassen:

Korngröße und -struktur
Phasen
Einschlüsse
Phasenumwandlunge
Defekte
Verformungsstrukturen
Korrosionsprodukte

Wie lange dauert eine metallographische Untersuchung?

Die Dauer einer metallographischen Untersuchung hängt von vielen Faktoren ab und kann sehr stark variieren. Unter anderem hängt die Dauer von diesen Faktoren ab:

Einfache metallographische Untersuchungen lassen sich innerhalb eines Tages durchführen. Komplexe Proben bzw. umfangreiche Untersuchungen können zu einer Dauer von mehreren Wochen führen.

Welche Bedeutung hat die Metallographie für die Qualitätssicherung in der Fertigung?

Für die Qualitätssicherung von Fertigungsprozessen spielt die Metallographie eine entscheidende Rolle. Konkret bedeutet dies für die Qualitätssicherung, dass die Metallographie einen unverzichtbaren Beitrag zur Prozessoptimierung, zur Fehlervermeidung und zur Materialauswahl liefert. Zusätzlich sind rechtliche Aspekte zu beachten, da viele Kunden metallographische Untersuchungen zur Erfüllung von Qualitätsnormen und -standards vorschreiben.

Bietet BLS Lasertechnology metallographische Untersuchungen als Dienstleistung an?

BLS Lasertechnology GmbH betreibt für die Qualitätssicherung ein eigenes Messlabor mit Metallographie-Labor. Das Qualitätsmanagementsystem von BLS ist u.a. nach ISO 9001, DIN EN ISO 3834-2 sowie DIN 2303 zertifiziert und zielt in allen Bereichen auf die garantierte Einhaltung höchster Qualitätsstandards sowie auf erstklassige Ergebnisse in der Lasermaterialbearbeitung ab.

Das Metallographie-Messlabor steht ausschließlich für die Qualitätsüberwachung der Prototypen- und Serienfertigung zur Verfügung.

Welche Ausrüstung wird im hauseigenen Labor der BLS Lasertechnology für laufende Qualitätskontrollen verwendet?

Messlabor:

Metallographie-Labor:

Nasstrennschleifer zur Probenentnahme
Nassschleifmaschinen zur Probenpräparation bis zur gewünschten Schleifstufe
Diverse Formen zum Kalteinbetten von Schliffproben
Auflichtmikroskop (bis zu 250-fache Vergrößerung) zur Bewertung von Schliffen
Halbautomatische Härteprüfanlage HV1 & HV10

Die Auswertung erfolgt grundsätzlich an Makroschliffen.

Über 35 Jahre Erfahrung und das Vertrauen von
mehr als 500 Kunden sprechen für uns.

Individuelle Lösungen

BLS Lasertechnology fertigt individuelle Lösungen auf höchstem Niveau. Das Team der BLS entwickelt dabei im engen Austausch mit ihren Kunden die optimale Laser-Applikation.

Flexibilität

Der adaptive Einsatz von Ressourcen ermöglicht eine hohe Flexibilität in der Produktion und kurzfristige Lieferungen.

Know-how

Mit über 35 Jahren Lasererfahrung bietet das Team der BLS außerordentliches Know-how in der Laserbearbeitung. Zudem stehen den Kunden der BLS Experten in der Werkstoffkunde, im Vorrichtungsbau und der Maschinentechnik zur Verfügung.

Leistungsstärke

Ein leistungsstarker und breiter Maschinenpark (bis 12 KW Laserleistung) mit unterschiedlichen Laserquellen (CO2 bis Festkörper) ermöglichen das optimale Setup für jede Kundenapplikation.

Welchen Mehrwert bietet die metallographische Untersuchung in den folgenden Bereichen:

Durch das hauseigene Labor können Untersuchungen fertigungsbegleitend durchgeführt werden und sorgen somit für kurze Durchlaufzeiten.

Metallographische Untersuchungen haben in den Bereichen Laserschweißen, Laserschneiden, Laserhärten und Laserauftragsschweißen eine grundlegende Rolle bei der Qualitätssicherung und Prozessoptimierung.

Für das Laserschweißen ermöglichen metallographische Untersuchungen die Bewertung der Schweißnahtgeometrie, der Durchschweißung sowie der Mischzone. Zusätzlich lassen sich Spannungen und Verzüge untersuchen sowie Porenbildung und Rissbildung analysieren.

Beim Laserschneiden erlauben Untersuchungen die Analyse der Schnittflächenqualität, der Wärmeeinflusszone sowie der Gratbildung. Zudem können Verhärtungen und Spannungen beurteilt werden.

Im Bereich des Laserhärtens lassen sich die Härtetiefe, die Härteverteilung und die Gefügeausbildung bestimmen. Zusätzlich erlauben die metallographischen Untersuchungen die Analyse von Rissen und Verzug.

Beim Laserauftragsschweißen ermöglichen die Untersuchungen eine Bewertung der Haftfestigkeit, der Porosität und der Mischzone. Ergänzend kann die Haftung zwischen Grundwerkstoff und Auftragsschweißgut analysiert werden.

Was sollte ich sonst noch über Metallographie
bei der BLS wissen?

BLS Lasertechnology GmbH ist ein eigentümergeführtes Unternehmen mit langjähriger Expertise in der Laserbearbeitung. Unser Team erfahrener Mitarbeiter verfügt über umfangreiches Know-how im Bereich der Lasermaterialbearbeitung von Metallbauteilen. Insbesondere im Laserschweißen und Laserauftragschweißen dürfen wir uns als führende Experten für komplexe Aufträge bezeichnen.

Qualität in der Laserbearbeitung ist ein zentraler Bestandteil unserer Unternehmensphilosophie. Neben dem Messlabor mit inkludiertem Metallographie-Labor verfügen wir über ein nach ISO 9001 zertifiziertes Qualitätsmanagementsystem für die stetige Einhaltung höchster Qualitätsstandards und das Erzielen erstklassiger Ergebnisse in der Lasermaterialbearbeitung.

Sie brauchen eine hochwertige, zuverlässige und termintreue Laserbearbeitung von Metallbauteilen?