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Seite: Bruchbeurteilungen (REM / EDX)

Die folgenden Bilder geben einen ersten Einblick über die Möglichkeiten der Bruchbeurteilung mit dem Rasterelektronenmikroskopie mit energiedispersiver Röntgenmikroanalyse REM/EDX.

Bei den hier aufgeführten Beispielen sind v. a. Brüche aus der Praxis aufgezeigt. Die theoretischen Inhalte werden nur am Rande aufgeführt.

Die Einteilung der Brüche kann nach den unterschiedlichsten Kriterien erfolgen:

 

A - Einfachste Einteilung nach sichtbarer bzw. nicht sichtbarer plastischer Verformung in:

  •  Zähbruch (Verformungsbruch)
  •  Sprödbruch

 

B - Einteilung nach Bruchmechanismus:

  •  Gleitbruch (Wabenbruch)
  •  Spaltbruch
  •  Diffusionskontrollierter Bruch
  •  Bruch durch risserzeugende Korrosion

 

C - Einteilung in 3 Hauptgruppen: Risse und Brüche

  • durch mechanische Belastung
  • durch thermische Belastung
  • durch Korrosionsbelastung

Makroskopische Erscheinungsformen

 

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Mikroskopische Erscheinungsformen

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Gewaltbruch - Probe A1

 

  • Werkstoff:  unlegierter Stahl - Draht
  • Bruchart:  Gleitbruch (Wabenbruch)
  • Besonderheit:  Büroklammer - gebrochen nach Hin- und   Herbiegeversuch

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Gewaltbruch - Probe A2

  • Werkstoff:  CuTeP (CW118C) - Stangenmaterial
  • Bruchart:  Gleitbruch (Wabenbruch)
  • Besonderheit:  Große Waben mit Einschlüssen, Gleitlinien an den Wabenwänden

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Gewaltbruch

 

  • Werkstoff: Gewalztes Blech
  • Bruchart:  Gleitbruch - Terrassenbruch „Holzfaserbruch“
  • Besonderheit:  Einschlüsse in Längsrichtung

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Gewaltbruch

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Bruchmorphologie hängt nicht nur vom Material,

sondern auch von der Rißfortschrittsgeschwindigkeit ab !

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Gewaltbruch

 

  • Werkstoff: C 75, vergütet
  • Bruchart:  Quasispaltbruch auch „Rosettenbruch“
  • Besonderheit:  Bruch erscheint ähnlich   einem Spaltbruch, entsteht nach dem Mechanismus  des Gleitbruchs

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Schwingbruch

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Schwingbruch

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Schwingbruch

 

  • Werkstoff: Austenitischer, rostfreier 18-8 CrNi-Edelstahl (Liner eines Hochdrucktanks)
  • Bruchart:  Schwingbruch
  • Besonderheit:  Austenitischer Stahl mit guter Verformbarkeit

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Schwingbruch

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Schwingbruch

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Schwingbruch

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Schwingbruch

 

  • Werkstoff: martensitausgehärteter NiCoMo-Stahl (Rundstab als Prüfprobe)
  • Bruchart:  Schwingbruch
  • Besonderheit:  Anriss der Probe durch Kerbe an Oberfläche

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Schwingbruch

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Schwingbruch

 

  • Werkstoff: unlegiertes Stahlblech, verzinkt (Lasche als Halterung)
  • Bruchart:  Schwingbruch
  • Besonderheit:  Beidseitiger Bruchausgang - doppelseitige Biegung

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Schwingbruch

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Schwingbruch

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Schwingbruch

 

  • Werkstoff: AlSi-Gußlegieung (Zylinderkopf)
  • Bruchart:  Schwingbruch
  • Besonderheit:  Anrisse durch „runde“ Kerben in einer Gußoberfläche

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Schwingbruch

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Schwingbruch

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Schwingbruch

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Schwingbruch

 

  • Werkstoff: C60, vergütet - Kettenlaschen
  • Bruchart:  Schwingbruch
  • Besonderheit:  Nebenanrisse

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Schwingbruch

 

  • Werkstoff: GJS - Gehäuse
  • Bruchart:  Schwingbruch
  • Besonderheit:  Schwingstreifen deutlich erkennbar

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Schwingbruch

 

  • Werkstoff: GJS - Gehäuse
  • Bruchart:  Schwingbruch
  • Besonderheit:  Schwingstreifen deutlich erkennbar

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Schwingbruch

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Schwingbruch

 

  • Werkstoff: Kupfer - Filamente von Litzen
  • Bruchart:  Schwingbruch
  • Besonderheit:  Schwingbruchmerkmale und Restbruchmerkmale oft nicht ausgeprägt

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Schwingbruch

 

  • Werkstoff: Zn-Druckguß (Nussknacker)
  • Bruchart:  Schwingbruch - „Ultra Low Cycle Fatigue“ - bis ca. 100 Lastwechsel
  • Besonderheit: Anrisse durch Poren und Lunker im Werkstoffinneren

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Schwingbruch

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thermisch bedingter Bruch

 

  • Werkstoff: Stahl-Kettenrad
  • Bruchart:  Spaltbruch interkristallin (Härteriss, verarbeitungsbedingt)
  • Besonderheit:  Oxidbelegung kennzeichnet Anriss

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thermisch bedingter Bruch

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korrosionsbedingter Bruch

 

  • Werkstoff: CrMn - Stahl, Reinigungskörbchen
  • Bruchart:  Spaltbruch (interkristallin)
  • Besonderheit:  Spannungsrisskorrosion

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korrosionsbedingter Bruch

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korrosionsbedingter Bruch

 

  • Werkstoff: martensitaushärtender NiCoMo-Stahl (kaltumgeformte Ronde)
  • Bruchart:  Spaltbruch interkristallin,  „Wasserstoffversprödung“
  • Besonderheit:  Bruch trat Stunden oder Tage verzögert nach der Wasserstoffaufnahme statt

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korrosionsbedingter Bruch

 

Andere Stellen auf der Bruchfläche

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korrosionsbedingter Bruch

 

Wasserstoffversprödung

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korrosionsbedingter Bruch

 

  • Werkstoff: niedrigleg. Stahl, vergütet - umgeformtes Blech (Rahmen)
  • Bruchart:  Spaltbruch interkristallin -  „Wasserstoffversprödung“
  • Besonderheit:  Orientierung der Versprödung an der Walztextur

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korrosionsbedingter Bruch

 

  • Werkstoff: unlegierter Stahl, Nail - Clip
  • Bruchart:  Spaltbruch -  „Wasserstoffversprödung“
  • Besonderheit:  Inter- und transkristalline Wasserstoffversprödung nebeneinander

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korrosionsbedingter Bruch

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Gewaltbruch

 

  • Werkstoff:  AlSi-Gußlegierung
  • Bruchart:  Spaltbruch transkristallin
  • Besonderheit:  Spaltbruch der primären Siliziumausscheidungen

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Gewaltbruch

  • Werkstoff: niedriglegierter CrNiMoV-Stahl, gehärtet
  • Bruchart:  Spaltbruch transkristallin
  • Besonderheit:  relativ kleine Spaltflächen

Schwingbruch

 

  • Werkstoff: Hochfeste Stahlschraube (Fahrradsattel)
  • Bruchart:  Schwingbruch
  • Besonderheit:  Schraube nicht formschlüssig befestigt, daher doppelseitige Biegung

Gewaltbruch

 

  • Werkstoff: Flügelmutter aus unlegiertem Stahl
  • Bruchart:  Spaltbruch transkristallin
  • Besonderheit:  Tieftemperaturversprödung durch auslaufenden, flüssigen Stickstoff

Gewaltbruch

 

  • Werkstoff: niedriglegierter CrNiMoV-Stahl, gehärtet
  • Bruchart:  Spaltbruch transkristallin
  • Besonderheit:  relativ kleine Spaltflächen

Gewaltbruch

 

  • Werkstoff: Eisen-Neodym-Bor Sinterwerkstoff
  • Bruchart:  Spaltbruch - interkristallin
  • Besonderheit:  Spröde intermetallische Phase Fe14Nd2B, dicht gesintert durch Flüssigphasensintern

Gewaltbruch

 

  • Werkstoff: Martensitaushärtender hochlegierter Stahlguss 1.4549
  • Bruchart:  Mischbruch aus Spaltbruch mit Anteilen an Gleitbruch
  • Besonderheit:  Lunker

Schwingbruch

 

  • Werkstoff: martensitausgehärteter NiCoMo-Stahl (Rundstab als Prüfprobe)
  • Bruchart:  Schwingbruch
  • Besonderheit:  Anriss der Probe durch Kerbe an Oberfläche

Schwingbruch

 

  • Werkstoff: Ti6Al4V, ausgehärtet (Laborprobe)
  • Bruchart:  Schwingbruch
  • Besonderheit:  Anrisse durch Kerben an der Oberfläche

thermisch bedingter Bruch

 

  • Werkstoff: austenitischer Stahl -  1.4305
  • Bruchart:  Heissriss (Aufschmelzriss?)
  • Besonderheit:  Körner des interkristallinen Bruchs sind angeschmolzen

 

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