Werkstoffkunde

- Längen der Diagonalen

- "Eindrucktiefe"

Begründung.

Das Penetrationsverfahren (Farbeindringverfahren) falls das Grobblech aus einem nicht ferromagnetischen Werkstoff besteht.

Allerdings sind nur Oberflächenfehler auffindbar.

Falls es ein ferromagnetischer Werkstoff ist dann das magnetische Streuflussverfahren (außer austenitischer Stahl). Rissedürfen nicht parallel zu den Feldlinien laufen.

• Hochlage: duktiler Bruch
• Tieflage:    Spödbruch

siehe Bild

HV aus UCI = Härtewert der durch Umwertung der Resonanzfrequenzverschiebung (delta)f mit Hilfe von Referenzproben bekannter Vickershärte gewonnen wird.

Die Höhendifferenz der Hammerschneide wird ermittelt zwischen Ihrem fixen Punkt und nach dem Durchschlagen der Probe. Die Kerbschlagarbeit wird dann abgelesen und nicht "gemessen".

Sie beginnen an den Korngrenzen.

Durch fehlerhafte Wärmebehandlungen können die Korngrenzen geschwächt werden. Der Riss entsteht dann entlang dieser Korngrenzen.

• Temperatur (nur bei Krz)
• Mehrachsigkeit
• Beanspruchungsgeschwindigkeit

Es lässt sich für alle elektrisch leitfähigen Werkstoffe anwenden und eignet sich sowohl zur Fehlerprüfung als auch zur Werkstoffcharakterisierung z.B. Härte, Vergütung.

-Rissprüfung

-Schichtdickenmessung

-Prüfung der Materialeigenschaften

siehe Bild

1. Primäres Kriechen (Übergangskriechen) - Die Kriechrate nimmt ab und die Versetzungen nehmen zu. Der Widerstand gegen Verformung wird größer.

2. Sekundäres Kriechen (stationäres Kriechen) - Die Kriechrate ist konstant. Es ist durch ein dynamisches Gleichgewicht zwischen verformungsbedingten Verfestigungs- und thermisch aktivierten Entfestigungsvorgängen gekennzeichnet.

3. Tertiäres Kriechen (beschleunigtes Kriechen) - Beschleunigte Kriechrate. Langsam bilden sich Kichsporen und der Querschnitt nimmt ab. Die Spannung im Restquerschnitt steigt.

Bei der DVM Probe handelt es sich um einen abgerundeten Kerb im Gegnsatz zur Charpy-V die einen spitzen Kerb aufweist. Die Kerbschärfe der Charpy-V begünstigt eine Sprödbruchausbildung bei einem krz Kristallgitter. Zusätzlich sieht man, dass die DVM Probe weniger Kerbschlagarbeit benötigt, um bei hohen Temperaturen zu brechen. Der Grund dafür liegt darin, dass die DVM durch den Kerb einen geringeren Querschnitt aufweißt als die Charpy-V Probe. Deswegen hat die Kerbwirkung mit steigender Temperatur einen kleiner werdenden Einfluss, da der Werkstoff mit steigender Temperatur zäher wird.

siehe Bild

Die beim Dauerschwingversuch eines Bauteils oder einer Baugruppe ermittelten Festigkeitswerte für die Dauerfestigkeit nennt man Gestaltfestigkeit. 

a) Vickersverfahren: Bei homogenen Werkstoffen einsetzbar wie Stahl. Hinterlässt keinen großen Härteeindruck wie Brinell.

b) Brinellverfahren: Relativ großer Härteeindruck, Erfassung vieler Körner. Hauptanwendung: Grobkörnige bzw. heterogene Werkstoffe, Gusswerkstoffe

c) Vickersverfahren: geeignet für metallische Werkstoffe von geringer bis sehr hoher Härte, zusätzlich geringe Eindringtife

d) Rockwellverfahren: Einfache und schnelle Härtebestimmung durch direkte Ablesung der Werte. Keine geschliffene Oberfläche nötig.

Nulldimensionale Gitterfehler: (Punktfehler)

- Leerstellen

- Zwischengitteratome

- Substitutionsatome

Eindimensionale Gitterfehler: (Linienfehler)

- Versetzungen

            - Stufenversetzung

            - Schraubenversetzung

Zweidimensionale Gitterfehler: 

- Korngrenzen

- Stapelfehler

Dreidimensionale Gitterfehler: (Volumenfehler)

- Poren

- Einschlüsse

- Ausscheidungen

Versetungen sind die maßgebliche Ursache für die plastische Verformbarkeit metallischer Werkstoffe.

V: mobiles Handprüfgerät

V: Ergebnis ist berechenbar

V: unabhängig von Prüfkraft

N: Bauteil darf nicht nachgeben oder Schwingen

siehe Bild

siehe Bild

siehe Bild

siehe Bild

a) kontinuierliches Aufheizen über Ac3 -> Austenitisierungstemperatur

b) Durchwärmen bis zum Kern und vollständige Astenitbildung

c) Abschrecken in Wasser oder Öl -> Martensitbildung + Restaustenit

d) Aufheizen auf Anlasstemperatur (600-650°C)

e) Halten ca. 1-3 Std.

f) langsames kontinuierliches Abkühlen an Luft

Der Stirnabschreckvesuch ist das Gebräuchlichste Verfahren zur Prüfung der Härtbarkeit. Eine genormte Probe wird im Ofen vollständig Austinitisiert und auf dieser Temperatur 30-35 min gehalten . Anschließend wird die Probe aus dem Ofen geholt, auf eine Vorrichtung gelegt und mit einem konstantem Wasserstrahl auf der Stirnseite bis auf Raumtemperatur abgeschreckt. Anschließend werden die zwei gegenüberligenden Seiten geschliffen und in festen Absänden die HRC Härte ermittelt.

Ermittelt wird die höchserreichbare Härte beim Abschreckhärten (Aushärten) und der Verlauf der Härte bei einem bestimmten Querschnitt (Einhärten)

Die ermittelten Werte sinken vom Max. 1,5mm ab, je weiter man sich von der Abgescheckten Stirnfläche entfernt.

Härte nach Rockwell oder Vickers..

Erholung: Im Gegensatz zur Rekristallisation ist die Erholung ein kontinuierlich ablaufender Prozess ohne Keimbildung. Dabei werden Stufen- bzw. Schraubenversetzungen ausgelöst.

Rekistallisation: Im Gegensatz zur Erholung findet bei der Rekristallisation eine vollständige Gefüge Neubildung statt. Durch die Rekristallisation bilden sich neue Versetzungsarme Körner und das Gefüge entspannt sich.

E-Modul: Als Elastizitätsmodul wird der Proportionalitätsfaktor E bezeichnet. Er ist ein Maß für den Widerstand, den ein Werkstoff seiner elastisschen  Verformung entgegensetzt und kann beispielsweise aus der Steigung der Hooke´schen Geraden ermittelt werden.

-Alle Werkstoffe besitzen eine gewisse Elastizität

-Viele metallische Werkstoffe weisen mit zunehmender Belastung eine lineare Spannungs-Dehnungs-Abhängigkeit auf --> Spannung und Dehnug sin zueinander proportional.

Schubmodul: Der Schubmodul G ist eine Materialkonstante, die Auskunft gibt über linear-elastische Verformung eines Bauteils infolge einer Scherkraft oder Schubspannung. Es beschreibt das Verhältnis zwischen der Schubspannung und dem Schubwinkels. Die Formel ist analog zu Kooke´schen Gesetz für den einachsigen Spannungszustand

1) 42CrMo4

2) C45

3) C60

4) 30CrNiMo8

Grobkornglühen (auch Hochglühen) ist ein absichtliches Überhitzen (950-1100°C) der Stähle im Austenitbereich, um kohlenstoffarme Stähle besser sparnbar zu machen. 

- Anwendung bei C<0,3%

- sehr teuer

- Haltezeiten von bis zu 50h

Achtung: Festigkeit und Duktilität nehmen ab (Hall-Patch-Beziehung)!

Lösung: Härten, Vergüten, Einsatzhärten usw. -> durch Phasenumwandlung wieder feinkörnig

Bei Stationären Diffusionsvorgängen wird der Zusammenhang zwischen Massenstrom und Konzentrationsgefälle mithilfe des ersten Fickschen Gesetzes beschrieben.

J= -D x dc/dx

Die Diffusion ist im starken Maße Temperatur abhängig und aknn durch eine besondere Gleichung (Arrhnius Gleichung) für den Diffusionskoeffizienten beschrieben werden.

D = D₀ x e^{(-Q/R x t)}