Labor für Analysen metallurgischer Schäden
Ihre Anforderungen: die Fertigung Ihrer Metallprodukte optimieren und die Ursachen metallurgischer Schäden analysieren
Stahlhersteller, Gießer, Konstrukteure und Zulieferer stehen vor wichtigen strategischen Herausforderungen, die sie dazu zwingen, die Qualität ihrer Werkstoffe zu überwachen, um ihre industriellen Prozesse zu optimieren (Kosten, Fristen, Ausschussquote …). FILAB, Labor für Metallurgie- und Stahlanalysen sowie Analysen metallurgischer Schäden, unterstützt Sie.
Ob in der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie, der Medizintechnik, im Schienenverkehr oder im Nuklearbereich eingesetzt – Metalllegierungsteile erfüllen strategische mechanische Funktionen für die Sicherheit von Menschen und Sachwerten.
Was ist ein metallurgischer Schaden?
Ein metallurgischer Schaden oder ein Schaden an einer Metalllegierung tritt auf, wenn ein metallischer Werkstoff seine Funktion aufgrund einer Veränderung seiner Struktur, seiner Zusammensetzung oder seiner physikalischen Eigenschaften nicht mehr erfüllen kann. Dieser Schaden ist vor allem durch eine Beeinträchtigung der mechanischen Eigenschaften des metallischen Werkstoffs gekennzeichnet. Dies kann zu Rissen, Porosität, Korrosion, Brüchen, Oxidation und anderen Problemen führen, die die Leistung und Haltbarkeit des Teils oder der Struktur beeinträchtigen.
Die mit metallurgischen Schäden verbundenen Problemstellungen
Von der Entwicklung bis zur Markteinführung eines Produkts mit Metallkomponenten stehen Sie vor mehreren Arten von Fragestellungen, die Folgendes betreffen:
- Die Kontrolle der Rohstoffe
- Der Ersatz von Metalllegierungen
- Das Verständnis und die Vorhersage des Werkstoffverhaltens in seiner Einsatzumgebung
- Die Leistungsfähigkeit von Oberflächenbehandlungen
- Die Optimierung von Fertigungs- und Bearbeitungsverfahren zur Verringerung des Ausfallrisikos.
Die Ursachen metallurgischer Schäden
Metallurgische Schäden werden in der Regel durch unvorhergesehene Veränderungen der Einsatz- oder Fertigungsbedingungen verursacht, wie etwa eine ungeeignete Wärmebehandlung, übermäßigen Druck, mechanische Beanspruchung oder Überlastung, die durch wiederholte Belastungen eine Ermüdung hervorrufen, aber auch Korrosionserscheinungen oder einen fehlerhaften Fertigungsprozess. Eine metallurgische und metallografische Analyse im Labor ist häufig erforderlich, um die zugrunde liegenden Ursachen der beobachteten Schäden zu identifizieren.
Warum ein spezialisiertes Labor für metallurgische Schäden beauftragen?
Als Industrieunternehmen in den Bereichen Metallurgie, Stahlindustrie und Gießerei ist es von entscheidender Bedeutung, die Herstellung Ihrer Metallprodukte zu optimieren. Metallurgische Fehler können gefährlich und kostspielig sein, da sie zu einem Verlust der strukturellen Integrität, Industrieunfällen und teuren Reparaturen führen können.
Das Verständnis der Ursachen metallurgischer Fehler, die die Leistung Ihrer Produkte beeinträchtigen können, erfordert fundiertes Fachwissen und eine sorgfältige Analyse der bei der Herstellung Ihrer Bauteile beteiligten Parameter. Das Labor FILAB unterstützt Sie dabei mit maßgeschneiderten Lösungen zur Analyse metallurgischer Fehler.
Unsere Lösungen: Wir unterstützen Industrieunternehmen mit unserer metallurgischen Expertise bei der Identifizierung und Behebung von Fehlern an Metallprodukten
FILAB, ein Labor mit Experten für metallurgische Analyse und Fehlercharakterisierung, bietet Ihnen analytische Dienstleistungen von der Entwicklung über die Fertigung bis hin zur Umsetzung eines Produkts mit metallischen Komponenten.
Dank seiner Erfahrung und seines hochmodernen Analyseparks verfügt das Labor FILAB über eine breite Palette an Werkzeugen, die speziell für den metallurgischen Sektor entwickelt wurden und die folgenden Leistungen ermöglichen:
In Verbindung mit Kontrollen der chemischen Zusammensetzung und der mechanischen Eigenschaften ermöglicht die metallurgische Expertise die Überprüfung der allgemeinen metallografischen Struktur des Materials und das Aufdecken möglicher Defekte. Diese Defekte (Ausscheidungen, Einschlüsse, Porositäten, Lunker usw.) stellen Schwachstellen dar.
Unsere metallurgische Expertise durch metallografische Untersuchung
Wenn es darum geht, die Eigenschaften eines metallischen Werkstoffs zu verstehen, kann die metallografische Untersuchung wichtige Informationen über seine innere Struktur liefern. Sie kann das Vorhandensein von Defekten, Unstetigkeiten und anderen Anomalien aufzeigen, die die Leistung und Lebensdauer des Werkstoffs beeinträchtigen können. Das Labor FILAB ist auf die metallografische Analyse spezialisiert.
Die verschiedenen Techniken zur Analyse metallurgischer Fehler
Die Techniken zur Analyse metallografischer Fehler basieren auf der Untersuchung der Mikrostruktur der Probe, die dem durch den Fehler beschädigten Metallbauteil entnommen wurde.
Bei der Analyse eines metallurgischen Fehlers oder eines Fehlers in einer Metalllegierung werden verschiedene Techniken eingesetzt:
- Das Lichtmikroskop ermöglicht die Beobachtung von Oberflächenstrukturen und Defekten der Probe mithilfe verschiedener Färbe- und Polarisationsverfahren.
- Das REM für die Metallurgie verwendet Elektronenstrahlen, um die innere Struktur der Probe mit einer höheren Auflösung als die Lichtmikroskopie zu untersuchen.
- Die Röntgendiffraktion liefert Informationen über die Kristallstruktur der Probe.
Unsere Analysen metallurgischer Fehler
Unsere ergänzenden chemischen Analysen
Schadensanalyse : Untersuchung der Bruchflächen, Analyse von Verunreinigungen oder Partikeln, Problem der Haftung, Phänomen der Korrosion, metallographische Untersuchung, Schweißnahtanalyse...
Maßgeschneiderte chemische Analysen : Bestimmung von Reinheit und Verunreinigungen
Oberflächenanalysen und Beschichtungscharakterisierung
Fließfähigkeitstest an Pulvern
Prüfung von Metalllegierungsqualitäten : Eisen- und Nichteisenlegierungen, nichtrostende Stähle (NF EN 10088-1/2/3), Titan-, Kupfer-, Blei, Nickel-, Zink-, Aluminium-, Zinn-, Kobaltlegierungen...)
Aluminiumanalyse, Thallium, Gallium und Indium
Unsere FAQ
Die metallurgische Schadensanalyse ermöglicht es, die Ursachen eines Versagens eines Metalls zu verstehen. Diese Analyse beginnt mit der visuellen und makroskopischen Untersuchung des Materials, gefolgt von der Probenvorbereitung für die mikroskopische Beobachtung. (optisch, Rasterelektronenmikroskopie und Röntgendiffraktion), um die Struktur und Zusammensetzung der Probe zu analysieren.
Die Ergebnisse dieser Analysen helfen dem Labor, die Art des Schadens zu identifizieren, wie Korrosion, Ermüdung, Bruch usw.
Die Metallurgie konzentriert sich auf die Untersuchung der physikalischen und chemischen Eigenschaften von Metallen und Legierungen sowie auf die Herstellung und Entwicklung neuer Werkstoffe für spezifische Anwendungen.
Die Metallographie ist eine spezielle Analysetechnik, die die Vorbereitung von Metallproben zur mikroskopischen Untersuchung umfasst. Sie ermöglicht die Betrachtung ihrer Struktur, Zusammensetzung und Qualität. Die Metallographie ist unerlässlich, um die Mikrostrukturen von Metallen zu charakterisieren, was hilfreich ist, um ihr mechanisches Verhalten und ihre Anfälligkeit für Korrosion oder andere Degradationsphänomene, also metallurgische Schäden.
Die Expertise von Filab im Bereich der Metallurgie wird somit durch die metallographische Expertise ergänzt. Mithilfe dieser metallurgischen Expertise ist das Labor in der Lage, Analysen der Metallstruktur im Rahmen verschiedener Untersuchungen durchzuführen.
Die Bruchflächenanalyse und die Fraktographie sind zwei Analysetechniken zur Untersuchung des Bruchs eines Werkstoffs. Der Bruch gehört zu den Werkstoffschäden.
Die Bruchflächenanalyse konzentriert sich auf die makroskopische Untersuchung der Bruchfläche, während die Fraktographie die Mikrostruktur der Bruchfläche auf mikroskopischer Ebene untersucht. Dieser Unterschied liefert ergänzende Informationen über den Bruch eines Werkstoffs.
Die Fraktographie ist besonders nützlich für Werkstoffe mit feiner oder komplexer Struktur, während die Bruchflächenanalyse eher auf Werkstoffe mit einfacherer makroskopischer Struktur anwendbar ist. Durch die Kombination dieser beiden Techniken kann das Labor ein umfassenderes Verständnis des Versagens eines Werkstoffs gewinnen.
Die Industrie steht vor zahlreichen Herausforderungen im Zusammenhang mit Schäden an Metalllegierungen, die einen multidisziplinären Ansatz erfordern.
Die Behebung von Schäden an Metalllegierungen ermöglicht es, sich auf kontinuierliche Verbesserungen einzulassen, um Leistung und Zuverlässigkeit der Produkte zu optimieren, die Auswirkungen auf die Umwelt zu minimieren und die Sicherheit zu gewährleisten.
Die Erkennung von Schäden, das Verständnis ihrer komplexen Mechanismen und die sorgfältige Auswahl der Werkstoffe stehen im Mittelpunkt der industriellen Herausforderungen. Das Labor FILAB bietet Schadensanalysen und Unterstützung in Forschung und Entwicklung.
Bestimmte Metalllegierungen können charakteristische Schäden aufweisen, wobei die Legierungszusammensetzung die Art des auftretenden Schadens beeinflussen kann.
- Nichtrostender Stahl (austenitisch)
Spannungsrisskorrosion (SCC): Chloridhaltige Umgebungen können in nichtrostenden Stählen austenitischer Art bei inneren oder angelegten Spannungen Risse verursachen.
- Aluminiumlegierungen
Kontaktkorrosion: Wenn Aluminiumlegierungen mit einem Metall wie nichtrostendem Stahl in Kontakt kommen und ein Elektrolyt vorhanden ist, kann Aluminium aufgrund des elektrochemischen Potenzialunterschieds zwischen den Metallen eine beschleunigte Korrosion erleiden.
- Titanlegierungen
Lochkorrosion: Obwohl Titanlegierungen äußerst korrosionsbeständig sind, können sie in sehr aggressiven Umgebungen, beispielsweise bei hohen Temperaturen und in Gegenwart von Chloriden, örtlicher Korrosion unterliegen.
- Stähle
Atmosphärische Korrosion: Stähle, die nicht ausreichend geschützt sind, können bei Exposition gegenüber der Atmosphäre, insbesondere in feuchten oder salzhaltigen Umgebungen, schnell korrodieren, was zur Bildung von Rost führt.
- Nickellegierungen
Hochtemperaturkriechen: Nickelbasislegierungen können sich unter extremen Spannungen und bei sehr hohen Temperaturen langsam verformen.
- Bronze
Ermüdung: Bronzebauteile können aufgrund wiederholter zyklischer Belastungen Ermüdungsversagen erleiden.
Jede Legierung besitzt einzigartige Eigenschaften, die das Verhalten unter unterschiedlichen Einsatz- und Umgebungsbedingungen beeinflussen. Das Verständnis der für jede Legierungsart spezifischen Schadensmechanismen ist für die Werkstoffauswahl und die Konstruktion von Bauteilen unerlässlich.
Metallische Legierungen können je nach Zusammensetzung, Wärmebehandlung, Verwendung und der Umgebung, in der sie sich befinden, verschiedene Arten von Versagen erleiden. Hier sind die wichtigsten Arten von Versagen, die bei metallischen Legierungen auftreten:
- Die Materialermüdung und hier des Metalls bezeichnet das fortschreitende Versagen eines Werkstoffs unter dem Einfluss wiederholter oder wechselnder Belastungen, die oft weit unter der Streckgrenze des Werkstoffs liegen.
- Die Korrosion ist die Zersetzung von Metallen, die durch eine chemische Reaktion mit ihrer Umgebung verursacht wird.
- Verschleiß ist der fortschreitende Materialverlust an der Oberfläche eines Metalls aufgrund von physischem Kontakt und relativen Bewegungen.
- Die Rissbildung durch Spannungsrisskorrosion ist ein Versagen, das durch die Kombination von Korrosion und Zugspannungen verursacht wird.
- Kriechen ist die langsame und dauerhafte Verformung eines Werkstoffs unter dem Einfluss konstanter Spannungen bei hoher Temperatur.
- Die Wasserstoffversprödung ist ein Prozess, bei dem Metalle in Gegenwart von Wasserstoff spröder und rissanfälliger werden.
- Die Anlassversprödung tritt bei bestimmten legierten Stählen auf, die bei bestimmten mittleren Temperaturen ihre Zähigkeit verlieren können.
Diese Arten von Versagen zeigen, wie wichtig die Wahl der richtigen Legierung für eine spezifische Anwendung ist, ebenso wie die Bedeutung von Wärmebehandlung, Konstruktion und Wartung für die Lebensdauer metallischer Bauteile.
