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Seite: Komplexe Schadensuntersuchung / Wellen mit Rissen

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Untersuchung von Wellen mit Rissen

 

1.  Auftragsbeschreibung

An geschmiedeten Wellen wurde nach dem Induktionshärten Risse festgestellt. Durch eine fraktographische REM – Untersuchung

der Risse und einen metallographischen  Vergleich von n. i. O – Teilen mit i. O – Teilen sollte die Rissursache  festgestellt werden.

 

2.1. REM – Untersuchung

Die Lage und Ausdehnung der Risse sowohl axial als auch radial ist in der Makroaufnahme dokumentiert.

 

Bild: Makroaufnahmen der gerissenen Welle

 

Der Riss wurde nach dem rückseitigen Einschneiden der Probe aufgebrochen. Die Rissfläche ist von der Bruchfläche des Laborgewaltbruches deutlich an der Färbung zu unterscheiden. Die Rissfläche ist mit Abschreckmittel bedeckt, welches sich nach dem Aufbrechen teilweise

auch auf die Laborbruchfläche ausgebreitet hat, erkenntlich an der teilweisen Verfärbung der Laborbruchfläche.

 

Bild: Makroaufnahme beider Hälften des aufgebrochenen Risses

 

Der Riss verläuft interkristalin, wobei teilweise die Korngrenzen nicht glatt verlaufen, sondern ein „eingerundetes“ Erscheinungsbild aufweisen, was auf einen Temperatureinfluss nahe dem Schmelzpunktbereich, also einen Heissriss, schließen lässt.  Da keine dendritische Struktur der

Körner vorliegt bzw. Verunreinigungen oder Ausscheidungen auf den Korngrenzflächen zu erkennen sind, dürfte es sich um einen

Wiederaufschmelzriss handeln.

 


Bild: Interkristalliner Bruch auf der Rissbruchfläche

 

 

 


Bild: z. T. „eingerundete“ Körner

 

 

 

 

Bild: Rissbruchfläche - andere Stelle mit Schmelzstrukur

 

 

Der Laborgewaltbruch zeigt wie der Riss ebenfalls einen interkristallinen Spaltbruch. Einzelne Körner sind gebrochen und weisen Mikrospaltflächen auf. Dieser glatte interkristalline Bruch mit z. T. aufgeweiteten Korngrenzen und dem Anteil transkristallinem

Bruch mit Mikrospaltflächen deutet die Möglichkeit einer Wasserstoffversprödung an.

 

 

Bild: andere Stelle – transkristalline Bruchanteile und aufgeweitete Korngrenzen

 

 

 

Bild: Korn mit transkristallinem Bruch mit Mikrospaltflächen

 

 

2.2.  Metallographie

Der  Querschliff der Probe 3 n. i. O. bestätigt den  bei der REM – Untersuchung festgestellten interkristallinen Rissverlauf.

Die teilweise abgerundeten Korngrenzen sind  ebenfalls gut zu erkennen.

 

 

Bild: Rissbeginn

 

 

 

Bild: Mitte Riss – Rissflanken bzw. Korngrenzen z. T. eingerundet

 

 

Das Gefüge im Rissbereich, Vergütungsgefüge,  unterscheidet sich nicht vom Umgebungsgefüge.

 

 

Bild: Rissverlauf Rand, Vergütungsgefüge, geätzt mit Nital

 

 

Zusammenfassung und Beurteilung

 

Risse in geschmiedeten und gehärteten Wellen wurden  mittels REM/EDX und Metallograhie untersucht.

 

Die Rissfläche zeigt einen interkristallinen Bruch, dessen Körner z. T. ein „eingerundetes“ Erscheinungsbild aufweisen.

Diese Struktur weist nicht auf einen typischen Härteriss sondern auf einen Heissriss, genauer auf einen sogenannten

Wiederaufschmelzriss hin, wie er bei einer ungenauen Temperaturführung bei der Warmumformung auftreten kann.

 

Auffallend ist, dass der beim Öffnen des Risses entstandene Laborgewaltbruch ebenfalls einen interkristallinen Bruch aufweist.

Dieser Bruch mit glatten Korngrenzflächen mit teilweise aufgeweiteten Korngrenzen und Anteilen an transkristallinem Spaltbruch mit sogenannten Mikrospaltflächen gibt einen Hinweis auf eventuell vorhandene Wasserstoffversprödung.

 

Die metallographische Untersuchung zeigt keinen Unterschied zwischen der n. i. O. Probe und der i. O.  – Probe.

Beide Proben zeigen ein Vergütungsgefüge. Beide Proben sind durchgehärtet.

 

Thomas Asam

(Geschäftsführer)

 

Eurasburg, 01.09.2014

 

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