Werkstoffkunde 1.) Metalle Nichtmetalle Verbundwerkstoffe. Eisenwerkstoffe Nicht Eisenwerkstoffe Naturstoffe Kunststoffe Mineralien

Werkstoffkunde 1.) Metalle Nichtmetalle Verbundwerkstoffe Eisenwerkstoffe Nicht Eisenwerkstoffe Naturstoffe Kunststoffe Mineralien Stähle Eisenguß- Leichtmetalle Schwermetalle werkstoffe Baustahl Grauguß Aluminium Blei Holz PVC Graphit Glasfaserver- Magnesium Kupfer Leder Plexiglas Asbest stärkte natürlich Kunststoffe Glas GFK Beton künstlich

2) Werkstoffeigenschaften 2.1) Physikalische Eigenschaften - Dichte => Masse (m in Kg) durch Volumen (V in dm 3 ) - Schmelzpunkt => Temperatur bei der der Werkstoff schmilzt (Eisen = 1536 C) - Thermische Längendehnung => Längendehnung durch Temperaturänderung - Leitfähigkeit für Wärme und Elektrizität 2.2) Mechanisch technologische Eigenschaften - Festigkeit => größtmögliche mechanische Spannung die ein Werkstoff aufnehmen kann ohne zu Bruch zu gehen. Stahl = ST37 Bruchspannung 370 N/mm 2 - Zugfestigkeit => Rm = F (Kraft) / S (Fläche) St37 : 370 N/mm 2 Al : 250 N / mm 2 Stahl : 800 N/mm 2 - Härte ist der Widerstand, den ein Werkstoff dem Eindringen eines Prüfkörpers entgegensetzt. - Elastizität ist die Fähigkeit eines Werkstoffes nach einer Verformung wieder in den Ausgangszustand einzunehmen. - Plastisch Verformbar ist ein Werkstoff, wenn er unter Krafteinwirkung seine Form bleibend ändert. - Sprödigkeit ist die Eigenschaft unter Belastung zu brechen, ohne sich vorher merklich zu verformen. - Zähigkeit ist die Eigenschaft eines Werkstoffes einer bleibenden (Plastischen) Verformung großen Widerstand entgegenzusetzen. - Warmfestigkeit beschreibt die Festigkeit bei hohen Temperaturen.

2.3) Fertigungstechnische Eigenschaften Gießbarkeit : Voraussetzung zur Verarbeitung zu Gußstücken; Schmelze muß dünnflüssig sein, so daß sie die Gußform vollständig ausfüllt (Hohlräume = Lunker). Spanende Formbarkeit: Bearbeitung => Säge, Drehen, Fräsen Schmiedbarkeit : Fähigkeit eines Werkstoffes im erwärmten Zustand durch Krafteinwirkung umgeformt zu werden. (Stähle Aluminium Kupferlegierungen) Schweißneigung Härtbarkeit : Fähigkeit durch eine Wärmebehandlung die Härte zu steigern. 2.4) Chemische Eigenschaften - Korrosionsfähigkeit Korrosion = Zerstörung des Werkstoffes von der Oberfläche aus (chemische oder elektrochemische Korrosion). - Wärmebeständigkeit Bei der Erwärmung reagieren die unlegierten Stähle mit Sauerstoff (verzundern). - Brennbarkeit - Giftigkeit 3) Roheisengewinnung und Stahlherstellung 3.1) Roheisengewinnung im Hochofen Eisenerz Magneteisenerz Fe3 O4 60...70% Fe Roteisenerz Fe2O3 40...60% Fe Brauneisenerz Fe2O3+H2O 30...50% Fe Spateisenstein FeCO3 30...40% Fe Erz + Reduktionsmittel Metall und Begleitstoffe

Hochofenprozeß Lageweise mit Mölla und Koks bestücken Mölla => Mischung aus Eisenerz, Kalk und Dolomit Roheisen enthält 8% Fremdstoffe (Eisenbegleitstoffe => 4% Kohlenstoff, Magnan, Silicium, Phosphor und Schwefel) Roheisen mit hohem Siliciumgehalt ist Ausgangsstoff für Erz- Guß- Werkstoffe (Gießerei Roheisen, Graues Roheisen). Roheisen mit hohem Mangangehalt wird zu Stahl weiterverarbeitet (Stahl- Roheisen, Weißes Roheisen). Direktreduktionsverfahren Eisenerz wird zu Eisen reduziert, ohne flüssig zu werden Ausgangsmaterial: Erzpellets (poröse Erzstücke aus Erz und Bindemittel) Pellets werden in einem Schachtofen gefüllt und rutschen nach unten. Durch einströmendes Reduktionsgas (CO und H2) wird das Erz bei ca. 700 bis 1000 C reduziert. 3.2) Stahlherstellung - Sauerstoff- Aufblasverfahren - Elektrostahlverfahren Nachbehandlung des flüssigen Stahls Beruhigen (desoxidieren) : Beim vergießen nimmt Stahl Stickstoff, Sauerstoff und Wasserstoff auf. Während des abkühlens in der Kokille Perlen die Gase teilweise wieder aus. unberuhigt vergossener Stahl (Eisenbegleiter entmischen sich Seigung) Durch Zugabe von Silicium und Aluminium werden die Gase gebunden beruhigt vergossener Stahl (desoxidierter Stahl). Entschwefeln Spülgasbehandlung : Argon (Edelgas) wird eingeblasen Verunreinigungen werden von den Gasblasen mitgerissen. Vergießen: Strangguß Kokillen / Blockguß

Vorgänge im Atomaren Bereich der Metallherstellung + Metallbindung Positiv geladene Eisenione die von Losgelösten negative geladenen Elektronen umgeben sind. Leitfähigkeit Kristallgitter (Festigkeit) + Metallgefüge Schmelze Abkühlung Beginn der Kristallbildung Kristallwachstum völlige Erstarrung Kristallisationskeime Gefügekörner Zwischen den Körnern bleibt ein Übergangsbereich aus ungebundenen Metallionen Korngrenzen.

4) Kurzbezeichnung der Eisen / Stahlwerkstoffe alt: 1.) Werkstoffnummer 1.4003 2.) Zugfestigkeit St52 3.) Zusammensetzung CuZn37 Werkstoffnummer Als Werkstoffnummer werden bis zu 7- stellige Zahlen verwendet. Die 1. Stelle gibt die Werkstoffgruppe an, 2. bis 5. Werkstoffsorte und soweit nötig die 6. Und 7. Stelle den Behandlungsgrad. Nachteil: Ohne Tabelle nichts erkennbar Vorteil: EDV- Verarbeitung gut Zugfestigkeit Wird nur bei Eisenwerkstoffen angewendet St= Stahl GS= Stahlguß GGG= globularer Grauguß (Gußeisen mit Kugelgraphit) GGL= lamellarer Grauguß (Gußeisen mit Lamellengraphit) GTS= schwarzer Temperguß GTW= weißer Temperguß Diese Bezeichnung wird der Festigkeitswert in N/mm 2 durch 10 oder in Kp/mm 2 nachgesetzt. Bsp.: St52 Diesen Bezeichnungen können noch Buchstaben vorangestellt werden, die die Erschmelzung oder Vergießart angeben. E = Elektro Stahl M = Siemens Martin Stahl Y = Sauerstoff Aufblaß Stahl R A U S = beruhigt vergossen = unberuhigt vergossen = alterungsbeständig = schweißbar Hochfeste Baustähle St E 360 Mit dem zwischengestellten E wird die Dehngrenze in N/mm 2 angegeben.

Bezeichnung der Zusammensetzung Nichteisen- Metalle: CuZn37 = 37 % Zink 63% Kupfer AlZn2Mg1 = 2% Zink 1% Magnesium 97% Aluminium Hier werden direkt die % angegeben. mit Festigkeitswert AlZn2Mg1 F48 Reinstmetalle: Al 99,9 99,9% Aluminium Stähle: Unlegierte Stähle = C100 1% Kohlenstoff C45 0,45% Kohlenstoff Unlegiert bedeutet mit Kohlenstoff am Anfang. Niedrig legierte Stähle = 25CrV4 => 0,25% Kohlenstoff Bis zu 3 Zahlen Bis zu 4 Abkürzungen Kohlenstoffanteil durch 100 = % Hier muß mit den Faktoren gerechnet werden. Werkstoffe mit dem Faktor 100 : C S N P Kohlenstoff Schwefel Stickstoff Phosphor Werkstoffe mit dem Faktor 10 : Mo V Ti Al Cu Molybdän Vanadium Titan Aluminium Kupfer Werkstoffe mit dem Faktor 4 : Si Silicium Mn Magnan Ni Nickel Cr Chrom W Wolfram

Bei den Niedrig legierten Stählen darf die Summe der Zusatzwerkstoffe 5% nicht überschreiten. 25CrV4 0,25%C 1%Chrom Vanadium 30CrNiMo8 0,3% C 2% Chrom Nickel Molybdän 57NiCrMoV77 0,57% C 1,75% Nickel 1,75% Chrom Molybdän Vanadium 34NiCrMo554 0,34% C 1,25% Ni 1,25% Cr 0,4% Mo 90V3 0,9% C 0,3% V Hochlegierter Stahl: Direkte Angabe der % in der Reihenfolge der Werkstoffe. X 120 CrNi 18 8 X Hochlegiert 1,2% C 18% Chrom 8% Nickel

CuZn 40 G-AlSi 12 60% Kupfer 40% Zink Nichteisen- Metall Guß- Stahl Aluminium 88% Silicium 12% X 10 CrNiTi 18 10 Hochlegierter Stahl 0,1% C 18% Cr 10% Ni Rest Ti C 85 W2 Unlegierter Stahl 0,85% C W2 Güteklasse Edelstahl Cm 45 Besondere Qualitätsmerkmale Schnellarbeitsstähle S-6-5-2-5 6% Wolfram 5% Molybdän 2% Vanadium 5% Kobalt 5) Eisen / Stahl Werkstoffe Die vier Arten: - Stahlbaustähle - Maschinenbaustähle - Werkzeugbaustähle - Eisen- Gußwerkstoffe Faustregel: Bei unlegierten Eisen / Stahl Werkstoffen

Baustähle 0,1... 0,6% C Werkzeugstähle 0,35... 1,5% C Gußwerkstoffe 2... 3,6% C 5.1) Baustähle für Stahlbau und Bauwesen Allgemeine Baustähle sind: relativ preiswert gekennzeichnet durch Streckgrenzen und Festigkeit nicht für Wärmebehandlung vorgesehen St 50 2 Stahl mit 500 N/mm2 Festigkeit und der Gütegruppe 2 Je höher die Gütegruppe desto besser. St 52 3 N Stahl mit 520 N/mm2 Festigkeit Gütegruppe 3 und der Nachbehandlung N = Normalgekühlt Für belastete Tragwerke Gute Schweißeigenschaften Gute Streckeigenschaften durch hinzufügen von Mangan (ca. 1,5%) Die Festigkeit wird durch den C- Gehalt bestimmt St 37 ca. 0,1% C ; St 70 ca. 0,5% C Gute Schweißneigung ist vorhanden wenn, bis 0,2% C- Gehalt hohe Gütegruppe beruhigt vergossen Feinkornbaustähle: Dies sind hochfeste Stähle mit 255... 500 N/mm2, ca. 0,15% C und ca. 1,7%Mn + Cr + Ni. Sie werden mit E angegeben. St E 255... St E 500. Stahlbleche: Sie sind weich, unlegiert, nicht härtbar (durch geringen C- Gehalt) und bekommen eine hohe Festigkeit durch kaltformen. St12, RR St13, St14 Besonders beruhigt vergossen Warmfeste Stähle für Blech und Kesselbau (17Mn4, 19Mn6, 13CrMo 4 4) UH I; UH II; UH III Nichtrostende Stähle im Bauwesen: Dies sind hochlegierte Stähle ca. 0,1% C + 1% Si + 2% Mn + 12% Cr. Sie haben eine dauerhaft blanke und glatte Oberfläche. X 6 Cr 17 400... 600 N/mm2 X 6 CrNiMoTi 17 12 2 500... 730 N/mm2

5.2) Maschinenbaustähle Sie werden für z.b. Zahnräder, Wellen, Lager, Bolzen,... verwendet. Vergütungsstähle: Dies sind Stähle die sich zum Vergüten eignen ( 0,17%... 0,65% C- Gehalt + Cr + Mo ). unlegierte Verütungsstähle = 1 C 35; 1 C 60 (die 1 gibt den Gütegrad an) Edelstähle 34 CrMo 4 Einsatzstähle Dies sind unlegierte und niedrig legierte Stähle mit C- Gehalt unter 0,22% deren Randschicht vor dem härten aufgekohlt ( C einsetzen ) wird. Bsp. Zahnräder: harte Randschicht Automatenstähle: Niedrig legierte Qualitätsstähle mit hohem Schwefelgehalt und zum Teil Blei Gute Zerspanbarkeit Massendrehteile Nitrierstähle: Vergütbare Stähle, die sich zum Nitrieren eignen (Cr, Mo, V, Al). Randschicht wird mit Stickstoff angereichert, es bilden sich harte Metallnitriede. Hohe Randschichthärte und Temperaturbeständigkeit. Ferderstähle: Im gehärteten Zustand elastisch und dauerschwingfest ( 51 Si 7 ; 50 CrV 4 ). Sonderstähle: - Kaltzähe Stähle ( - 10 C ) - Hochwarm feste Stähle ( 550 C ) Bsp.: Rohre, Behälter für flüssige Gase 5.3) Werkzeugstähle relativ hoher C- Gehalt 0,5% und mehr (Voraussetzung für Abschreckhärten) Anlieferung üblicherweise weichgekühlt Nach der Formgebung werden sie gehärtet. Kaltarbeitsstähle, Warmarbeitsstähle, Schnellarbeitsstähle 5.4) Eisen- Gußwerkstoffe

Bauteil mit komplizierter Form, Massenteile werden wirtschaftlicher durch Gießen hergestellt. Eigenschaften werden im wesentlichen durch Kohlenstoff und der Ausscheidungsform (Lamellen- oder Kugelform / graphit) bestimmt. Gußeisen mit Lamellengraphit (Grauguß): 2,6... 3,6% C der als weicher schwarzer Graphit in Form von Lamellen vorliegt. Die Graphitlamellen durchziehen den Gußwerkstoff mit einem feinnadeligen Geäst und bewirken durch die Kerbwirkung eine geringe Festigkeit (100... 390 N/mm2 ) und eine Sprödigkeit. Vorteil = weiche Lamellen dämpfen Schwingungen und ausgezeichnete Gleiteigenschaften Anwendung = Maschinengehäuse, Werzeugmaschinenbetten, dickwandige Rohre Durch Calcium- und Siliciumzugabe zur Schmelze erreicht man feinnadeligere Ausscheidungen Verbesserung der mechanischen Eigenschaften ( Meehanite- Guß ) Durch vergießen in nasse Sandformen erreicht man eine schnellere Abkühlung harte Randschicht = Hartguß Gußeisen mit Kugelgraphit (Sphäroguß): Gußeisen mit Kugelförmiger Graphitausscheidung (erreicht durch zulegieren von Magnesium zur Gußschmelze). keine Kerbwirkung => höhere Festigkeit (400... 800 N/mm2) Es ist zäh, schlagfest und hat verminderte Schwingungsdämpfung. Anwendung: Walzen, Motorgehäuse Austenitisches Gußeisen (Kugel und / oder Lamellengraphit): Durch Legierungszusätze wird die Korrossionsbeständigkeit und die Warmfestigkeit erhöht Anwendung: Pumpen- und Ventilgehäuse Temperguß: Durch spezielle Glühbehandlung (= tempern) zäh gemachtes Gußeisen. Entkohlend geglühter Temperguß (weißer Temperguß) = Stahlähnlich / in Sauerstoffhaltige Ofenatmosphäre geglüht C gast aus. Nicht Entkohlt geglühter Temperguß (schwarzer Temperguß) = Stahlähnlich / in Sauerstofffreier Atmosphäre geglüht (= inerter) C scheidet in Flocken aus (Temperkohle). Stahlguß In Formen gegossener Stahl (geglüht). Er hat hohe Festigkeit ( 370... 690 N/mm2 ). Anwendung: Hohe mechanische Belastungen z.b. Turbinenräder Hochdruckrohre, Verdichtungsgehäuse 6) Der innere Aufbau der Metalle: 6.1) Elementarzellen Kristallgittertypen = Ione = zusätzliche Ione

Kubisch raumzentriertes Gitter (Krz) Ionen an den Ecken mit einem Ion in der Mitte. Dies wird von Eisen (T < 911 C), Cr, W und V gebildet. Kubisch flächenzentriertes Gitter (Kfz) Ionen an den Ecken und mittig auf jeder Seite. Wird von Eisen (T > 911 C), Al, Cu und Ni gebildet. Hexagolisches Gitter / sechseckiges Prisma Ionen in jeder Ecke und mittig an der Ober- und Unterseite. Im Prisma sind noch 3 zum Dreieck angeordnet. Wird von Mg, Zn und Ti gebildet. 6.2) Realer Kristalliner Aufbau Das Raumgitter der Kristalle in Werkstoffen weist Abweichungen vom ideal regelmäßigen Gitteraufbau auf. Gitterbaufehler : Fremdatome = Atom eines anderen Werkstoffes an Stelle des Ursprungswerkstoffes Elementarzelle Leerstellen = Nichtbesetzter Gitterplatz Versetzungen = Baufehler, bei denen eine ganze Lage von Metallionen im Gitter fehlt. Zwischengitteratome = Atome eines anderen Werkstoffes im Würfel. Diese Fehler können bewußt erzeugt sein (Legieren). 6.3) Kristalline Struktur und Eigenschaften Bindung der Metallione ist Ursache für bestimmte Eigenschaften der Metalle. - Elektrische Leitfähigkeit : Metalle bestehen aus positiv geladenen Metallionen und sie umgebenden frei beweglichen negativ geladenen Elektronen. Die Elektronen umgeben den Ionenverband vergleichbar mit einem Gas. Wird elektrischer Strom (Elektronen) zugeführt, verschiebt sich das Elektronengas. Es fließen an anderer Stelle genau soviel Elektronen ab, wie zugeführt werden.

Diese leichte Verschiebbarkeit ist Ursache für die elektrische Leitfähigkeit. - Festigkeit : Zwischen den negativ geladenen Elektronengas und den positiv geladenen Ionen wirken starke elektrostatische Anziehungskräfte. Diese halten den Gitterverband zusammen und bewirken die hohe Festigkeit der Metalle. Gitterbaufehler verstärken durch Verspannungen zusätzlich die Festigkeit. - Elastische- / Plastische Verformung bzw. Verfestigung : Bei äußerer Krafteinwirkung entstehen im Kristallgitter Schubspannungen. Sie erzeugen auf den gleitfähigen Gitterebenen Gleitverformungen. Ist die Kraftwirkung gering, so werden die Metallionen leicht verschoben und federn bei Entlastung in die Ausgangslage zurück. Elastische Verformung und Rückfederung Ist die Krafteinwirkung groß, kann eine Metallionenlage soweit verschoben werden, daß sie Sprunghaft auf den benachbarten Gitterplatz vorrückt. Die neue stabile Lage bleibt erhalten. plastische Verformung Durch die plastische Verformung erfolgt eine Verfestigung des Metalls. Ursache ist die Entstehung neuer Versetzungen durch die Schubkräfte (= Verspannungen). 6.4) Gefüge und Eigenschaften - Gefüge Aufbau der Metalle aus Körnern. Gekennzeichnet durch Körnergröße und Kornform. Korngrößen gibt es von µm = Feinkorn bis mm = Grobkorn 1µm = 0,001mm Kornform: Globular und Lamelllar - Reine Metalle Sie haben ein einheitliches (homogenes) Gefüge. Alle Körner haben die selbe Struktur mit einem Kristallgittertyp. einheitlicher Aufbau fehlen von Versetzungen fehlen von Fremdatomen Deswegen haben Reinmetalle eine geringere Festigkeit - Legierungen Die meisten Metalle werden nicht rein verwendet, sonder zu Legierungen verarbeitet. Legierungen sind Gemische aus mehreren Metallen und Nichtmetallen. Die Legierungselemente werden im flüssigen Zustand zugegeben und lösen sich im Grundmetall auf. Beim Erstarren können sich je nach Grundmetall und Legierungselement verschiedene Gefügearten ausbilden (Mischkristall- und Kristallgemisch- Legierung). - Mischkristalllegierung Teilchen des Legierungselementes bleiben in der Schmelze verteilt.

Mischkristalllegierungen sind fester als die Reinmetalle, dabei gut umformbar z.b. : Fe + Ni. - Kristallgemischlegierungen Teilchen des Legierungselementes und des Grundmetalls lagern sich getrennt zu eigenen Kristallen zusammen. Hohe Festigkeit aber schwer Umformbar z.b. : Fe + hoher C- Gehalt 6.5) Gefügearten der Eisenwerkstoffe Reines Eisen spielt in der Technik keine Rolle, da es zu weich ist. Man nennt es Ferrit oder Alfa- Eisen. Bei den kohlenstoffhaltigen Stählen (bei C bis 2,06%) liegt der Kohlenstoff nicht elementar, sondern chemisch gebunden vor Eisenkabit Fe 3 C (Mischkristall- Legierung). Dieser Gefügebestandteil wird auch Zementit genannt. Einsen- Werkstoffe mit einem C- Gehalt unter 0,8% (untereutektoide Stähle) haben sowohl Körner aus Ferrit und Körner dessen Grundmasse mit Streifenzementit durchzogen ist. Kohlenstoff ------ Perlitkörner (Ferrit- Grundmasse mit Streifenzementit) Stahl mit genau 0,8% C nennt man Eutektoider- Stahl und besteht aus rein perlitischem Gefüge (jedes Korn ist mit Kohlenstoffstreifen durchsetzt). Stähle mit 0,8 bis 2.06% C (Übereutektoide- Stähle) enthalten einen weiteren Gefügebestandteil Korngrenzenzementit. Da alle Körner bei einem C- Gehalt von 0,8% aus Perlit bestehen, scheidet sich der überflüssige Zementit an den Korngrenzen als Kornumrandung aus. Eisen- Werkstoffe mit einem C- Gehalt über 2,06% können je nach Abkühlungsbedingungen unterschiedliche Gefügearten bilden. Zügige Abkühlung: Schmelze erstarrt nach dem metastabilen Eisen- Zementit- System. Gefüge mit rundlichen Perlit- Körnern, die von einem Ledeborit- Gefüge (Zementit mit feinen Austenit- Kristallen) umgeben sind. Langsame Abkühlung: Stabile - Eisengraphit- System. Das heißt der Kohlenstoff scheidet sich in reiner Form als Graphit aus. 7) Wärmebehandlung der Eisenwerkstoffe Die 4 Hauptgruppen : Glühen Härten Vergüten Härten der Randschicht

7.1) Glühen Bedeutet: - Erwärmen auf geeignete Glühtemperatur - Halten der Glühtemperatur - Langsames abkühlen Glühverfahren unterscheiden sich in Glühtemperatur und Glühdauer. - Spannungsarmglühen Spannungen beseitigen, die durch schweißen, schmieden, biegen, umformen, walzen und vergießen entstanden sind. 1 2h bei ca. 550 650 C - Rekristalllisationsglühen Wenn ein durch walzen oder biegen stark verfestigter Stahl wieder plastisch formbar gemacht werden soll. Mehrere Stunden bei 550 650 C - Weichglühen Stahl leichter spann- und formbar zu machen. 650 730 C (oberhalb der PSK- Linie) Streifenzementit wird Feinkörniger- Zementit - Normalglühen Wenn Stahl walzen, schieden oder gießen durch unsachgemäße Glühbehandlung ungleiche oder grobe Körner enthält. ca. 730 C (oberhalb der GSK- Linie) Hierbei kommt es zu einer vollständigen Kornumbildung. feinkörniges gleichmäßiges Gefüge günstiges Verhältnis Festigkeit / Zähigkeit = Normalgefüge - Diffusionsglühen Hier sollen die Konzentrationsunterschiede in Gießstücken (Seigerung) ausgeglichen werden. Wichtig bei großen Gußstücken. langzeitig bei 1050 1250 C 7.2) Härten Ist eine Wärmebehandlung, die Stahl- Werkstoffe hart und verschleißfest macht. Es besteht aus mehreren Arbeitsschritten: 1.) Erwärmen auf Härtetemperatur 2.) Halten der Härtetemperatur 3.) Abschrecken Nach dem Abschrecken ist der Werkstoff glashart, spröde und bruchempfindlich. Um die Versprödungen zu beseitigen wird des Werkstück anschließend in einem Ofen auf Anlaßtemperatur erwärmt und dort gehalten. Das Werkstück hat dann eine Gebrauchshärte die nur geringfügig unter der Abschreckhärte liegt, ist aber nicht mehr spröde.

Temperatur Halten Abschrecken Anlassen Erwärmen Zeit Gittervorgänge beim Härten: Beim Erwärmen auf Härtetemperatur (über GSK- Linie) wandelt sich das Kubisch- Raumzentrierte- Gitter (Krz) in das Kubisch- Flächenzentrierte- Gitter (Kfz) um. Dadurch wird der Mittelplatz im Kristallgitter frei der durch ein Kohlenstoffatom ersetzt wird. Das C- Atom stammt aus dem Streifenzementit (Fe3C) Dieses entstehende Gefüge nennt man Austenit oder Gamma- Eisen. Kühlt man langsam ab wandelt sich der ganze Vorgang wieder um. Wird der Stahl sehr schnell abgekühlt (abgeschreckt), klappt das Kfz- Gitter schlagartig in das Krz- Gitter um. Das C- Atom hat keine Zeit aus der Mitte abzuwandern, es bleibt im Würfelinneren eingesperrt. Durch das Vorhandensein von zwei Atomen (Fe+C) im Kristallgitter verzerrt es sich (härten). Die Verzerrung führt zu einem sehr feinnadeligen Gefüge ( Martensit). Ist die Abkühlung nicht ganz so schroff, bildet sich ein Gefüge, das zwischen Martensit und Perlit liegt (Bainit). Voraussetzung zum Härten mindestens 0,2% C Abschrecken Eintauchen in flüssige Abschreckmittel (Wasser, Öl) Anblasen mit Luft Anlassen Bei niedrig legierten Stählen 200... 350 C Verminderung der Sprödigkeit Bei hochlegierten Stählen 500... 650 C Abschreckmittel Wasser starke Abschreckwirkung (nur für unlegierte Stähle) Öle mildere Abschreckwirkung als Wasser (für niedrig und hochlegierte Stähle) Wasser Ölemulsion Wärmebad Abschreckbäder (Salzschmelzen) Bewegte Luft geringste Abschreckwirkung (bei hochlegierten Stählen) 7.3) Vergüten Wärmebehandlung, die Werkstücken eine gewünschte Kombination aus großer Festigkeit, hoher Streckgrenze und großer Zähigkeit verleiht. Vergüten besteht aus Härten und anschließendem Anlassen oberhalb 550 C. Die Härte wird durch die hohe Anlaßtemperatur beträchtlich verringert, die Festigkeit bleibt erhalten, die Zähigkeit wird wesentlich verbessert. Festigkeit (Rm) = 1000 N/mm2... 1400 N/mm2 7.4) Verfahren zum Härten der Randzone

Das Werkstück soll eine harte und verschleißfeste Randschicht haben (0,1 bis 5mm) und gleichzeitig einen hochfesten, elastischen Kern (z.b. Wellen, Zahnräder, Umlenkrollen). Randschichthärten : Dünne Randschicht eines Werkstoffes wird erwärmt und sofort abgeschreckt. Gasflamme (Flammhärten) Stromdurchflossene Induktionsspule (Induktionshärten) Tauchen in Salzschmelze (Badhärten) Einsatzhärten : Die Randschicht eines Bauteils aus Kohlenstoffarmen Stahl wird in einen speziellen Einsatzverfahren mit Kohlenstoff angereichert (aufkohlen) und anschließend gehärtet. Nitrierhärten : Gasförmiger Stickstoff wird in die Randschicht eingebracht. Dadurch bildet sich eine sehr harte Randschicht. Vorteil = - Ergibt die härteste Randschicht die möglich ist - Härte bleibt auch bei hoher Betriebstemperatur erhalten - härten ohne abschrecken kein Verziehen Nachteil = - Sehr Teuer Gleichzeitiges aufkohlen und nitrieren der Randschicht nennt man Carbonitrieren. 8 Technisch wichtige Metalle 8.1) Aluminium (Al) nach Stahl am meisten verwendet Festigkeit ~100 N/mm² - hart gewalzt 125...190 N/mm² - durch legieren...600 N/mm² - Korrosionsbeständig Leicht umformbar und vielseitig bearbeitbar Guter Leiter für elektrischen Strom und Wärme geringe Dichte (1/3 geringer als Stahl) dekoratives Aussehen lange Lebensdauer wirtschaftliches Bearbeitungsverfahren teurer als Stahl bildet an der Oberfläche eine dichte Festhaltene Oxidschicht(+ Oberflächenbehandlung = Eloxieren)

Ungiftig Nicht wärmefest Schmelzpunkt bei 658 C - bis 150 C ohne Festigkeitsverlust einsetzbar Fügen von Aluminium Aluminium-Werkstoffe sind grunsätzlich schweißbar - MIG = Metall Inert Gas - WIG = Wolfram Inert Gas Vorteil: keine Oxidhaut an der Schweißstelle - Löten wen nur Hartlöten - Kleben = Epoxidharz, Methacrytat 8.2) Kupfer (Cu) Sehr guter elektrischer Leiter Stromkabel, Stomschiene Korrosionsbeständig Verkleidung, Dachrinnen Gute Wärmeleitfähigkeit Wärmetauscher, Heiz und Kühlschlangen Kupfer-Zinn-Legierung (Messing) goldgelb ähnlich gutes Korrosionsverhalten wie Kupfer geringe Wärme -bzw. elektrische Leitfähigkeit hohe Festigkeit Kupfer-Zinn-Legierung (Bronze) sehr Korrosionsbeständig gute Leitfähigkeiten sehr verschleißfest mäßige Festigkeit aber durch Kaltverformung auf 1230 N/mm² steigerbar silberähnliche Farbe Kupfer-Nickel-Zink-Legierung (Neusilber) Korrosions -und Anlaufbeständig (Sicherheitschlüssel, dekorativer Innenausbau)

Kupfer-Aluminium / Kupfer-Nickel-Legierung ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit (auch gegen Meerwasser) Anwendung im Schiffsbau (Silbermünze CuNi 25) 8.3) Zink (Zn) niedrig schmelzendes Schwermetall gute Gießeigenschaften und Korrosionseigenschaften an Luft bildet sich nach einiger Zeit eine Deckschicht, die gegen atmosphärischen Korrosionsangriff schützt beschichtet zum Korrosionsschutz 8.4) Zinn (Sn) niedriger Schmelzpunkt beständig gegen leicht saure Stoffe (Lebebsmittel) Verfestigt sich nicht bei Kaltverformung Hauptanwendung - Als Beschichtung dünner Stahlbleche (Weißbleche) - Als Basiselement für Weichlote - Als Legierungselement für Cu-Legierungen 8.5) Blei (Pb) ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit gegen Säuren abstimmende Wirkung gegen Röntgen und Gammastrahlen Bleiverbindungen sind giftig Häufigster Einsatz Akkumulatorplatten für Autobatterien

8.6) Nickel (Ni) Korrosionsbeständig und wärmefest teuer Korrosionsschutzschicht Legierungeelement 8.7) Titan (Ti) hohe Festigkeit und Zähigkeit gute Wärmeeigenschaft Schmelzpunkt 1670 C wenn es legiert wird hat es eine Zugfestigkeit von mehr als 1000 N/mm² sehr hoher Materialpreis 8.8) Magnesium (Mg) sehr geringe Dichte in Span und Pulverform brennbar Anwendung legiert 8.10) Edelmetalle Silber (Ag) Siberlote, Kontakte Platin (Pt) Gold (Au) Extrem Korrosionsbeständig (Chemiegeräte) Uberwiegend zur Schmuckherstellung

9.) Sinterwerkstoffe Sinterwerkstoffe sind Werkstoffe die, ausgehend von Metallpulver, in einem Mehrstufigen Herstellungsverfahren durch pressen von Rohteilen und anschließend sintern hergestellt werden Pulvermetallurgie Herstellen von Sinterteilen Mischen pulverförmige Rohstoffe werden in der gewünschten Zusammensetzung gemischt Pressen Metallpulver wird in ein Presswerkzeug mit der Hohlform des zu formenden Werkstücks gefüllt und mit einem Druck von 200 600 KN/cm2 verdichtet (1 bar = 10 N/cm2, d.h. 20000 60000 bar). Preßkörper besitzt durch Adhäsion einen Zusammenhalt. Sintern Erwärmung auf 1/3 der Schmelztemperatur des Sinterwerkstoffes (1000 1200 C). Pulverteile verschweißen sich an den Berührungsstellen ( Sintern). Kalibrieren Sinterteile die große Maßgenauigkeit oder hohe Oberflächengüte aufweisen müssen, werden durch einen anschließenden Preßvorgang (bei Raumtemperatur) auf das Endmaß genau gepreßt ( Kalibrieren). Schmieden In einem Formwerkzeug wird bei hoher Temperatur preßgeschmiedet wesentliche Festigkeitssteigerung Nachbehandlung tränken in flüssigem Gleitmittel (selbstschmierend, wartungsfrei, Notlaufeigenschaften bei Lagern) galvanisch beschichten vergüten Vorteile = Kostengünstige Formgebung - in einem Arbeitsgang entstehen einbaufähige kompliziert geformte Bauteile Unmögliche Werkstoffkombinationen (=Verbundwerkstoffe) - Gleitlager mit eingelagerten Feststoffschmierteilen - Hartmetalle aus ineinander unlöslichen Bestandteilen Angepaßte Festigkeit und Härte - Preßdruck, Schmieden, usw. Gesteuerte Porösität - durch Wahl der Ausgangspulver / Korngröße (Metallfilter porös, Kraftübertragende Bauteile fein) Nachteile = - Einzelstücke oder Kleinserienfertigung (unter 1000) ist unwirtschaftlich - keine Verwendung für höchstbelastete Bauteile - begrenzte Werkstückgröße

Sinterwerkstoff Sinterstahl Bezeichnung : Sin D 36 Kennsilbe Kennziffer Werkstoffklasse Raumerfüllung 90% (90% Pulver + 10% Luft im Werkstück) Verwendung : - Sinterformteile : Schloßteile, Beschlagteile, Zahnräder, Hebel, Flansche - Sintergleitlager - Hochporöse Sinterkörper : Metallfilter, Flammenrückschlagsicherung, Schalldämpfer - Hartmetalle : Vidia - Oxydkeramik (Schneidkeramik) 10) Verbundwerkstoffe Sie sind Werkstoffe die aus 2 oder mehr Einzelstoffen bestehen und zu einem neuen Werkstoff verbunden sind. Faserverstärkte bzw. Drahtverstärkte Verbundwerkstoffe bestehen aus Grundmasse (= Bindung) in die Fasern bzw. Drähte eingebettet sind. Stahlbeton GFK Teilchenverstärkte Verbundwerkstoffe besitzen eine zähe Grundmasse (=Bindung) in die unregelmäßig geformte Körner eingelagert sind. Hartmetalle Schleifkörper Kunststoff- Formmassen Schichtverbundwerkstoffe sind lagenweise aus 2 oder mehr Schichten verschiedener Werkstoffe zusammengefügt Hausbauplatten Plattierte Bleche 13) Werkstoffprüfung Aufgabe : - Bestimmung der Eigenschaften und Beschreibung derer durch Kenngrößen. - Die Eignungsprüfung von Halbzeugen. - Kontrolle fertiger Bauteile auf Materialfehler (= Qualitätssicherung). - Überwachung von Eigenschaftsänderungen während der Fertigung (z.b. Wärmebehandlung). - Auffindung von Schadensursachen bei Schadensfällen.

13.1) Einfache Prüfung in der Werkstatt - Werkstoffzuordnung nach dem Aussehen. Aussehen Farbe des blanken Metalls Geschätzte Dichte Werkstoffgruppe Dunkelgrau bis Rostbraun blank Große Dichte Eisen- / Stahl- Werkstoff Verzunderte Oberfläche mit gerundeten Kanten Warmgewalzter Baustahl. Graue, rauhe Oberfläche mit gerundeten Kanten Gußeisen. - Werkstoffbestimmung durch Funkenprobe Anpressen an schnelldrehende, trockene Schleifscheibe Bsp.: Glatter Strahl, wenig C- Explosionen ST37 Verästelter Strahl, viele C- Explosionen unlegierter Werkzeugstahl - Biege- / Bruch- Prüfung Grauguß (= sprödhart) bricht schnell vergüteter Stahl (=zähhart) läßt sich unter großem Kraftaufwand biegen und federt zurück ungehärteter Baustahl (weicher Werkstoff) läßt sich leicht biegen, federt wenig zurück und bricht nach einigen Biegeversuchen. Die Bruchfläche gibt Hinweise auf die Wärmebehandlung. - Biege- / Falt- Prüfung Umformverhalten ermitteln - Ausbreitversuch Dient zur Beurteilung der Schmiedbarkeit. - Stauchversuch 13.2) Mechanisch- technologische Prüfverfahren (Auszüge) - Technologischer Biegeversuch (Faltversuch) - Hin- und Herbiegeversuch - Prüfung von Rohren Ringdornversuch - Kleber

Zug-, Schäl- und Scherversuch 13.3) Zugversuch Er liefert mechanische Kennwerte. Die Durchführung erfolgt auf speziellen Prüfmaschinen an genormten Zugproben (siehe Anhang) Auswertung: Messung von wirkender Kraft (F) und die dazugehörende Verlängerung (Delta - L). Mit der Probenabmessung (Lo, So) wird die Spannung und Dehnung bewertet. Spannung = F / So =... N/mm2 Dehnung 5 = L / lo * 100% Daraus folgt das Spannungs- Dehnungs- Schaubild Bsp.: Sannungs- Dehnungs- Schaubild mit ausgeprägter Streckgrenze N/ mm 2 500 Rm 400 B St 37 2 Rm = 370 Re 300 S 200 P 100 A 5 5 10 15 20 25 30 % Z Parallele zur Hooke schen Gerade Hooke sche Gerade Spannung steigt proportional mit der Dehnung an (bis P Proportionalitätsgrenze) = E * 5 Hooke sche Gesetz E Stahl = 210000 N/ mm2 E Aluminium = 70000 N/ mm2 E = Elastizitätsmodul (Maß für die Steifheit) - zwischen P und S leichte Krümmung - bei S fällt Kurve leicht ab und schwankt um einen Mittelwert Zugprobe verlängert sich bei gleichbleibender Spannung - Spannung steigt nach dem Streckbereich bis zu, Punkt B = Höchstwert der Spannung Rm (max.) = Fm / So - Die Zugprobe beginnt bei gleichzeitiger Einschnürung immer rascher zu dehnen bis Punkt Z (= zerreißen). Die bleibende Dehnung nach dem Bruch nennt man Bruchspannung A (= Maß für die Dehnbarkeit). Spannungs- Dehnungs- Schaubild ohne ausgeprägte Streckgrenze (Gehärtete Stähle, Aluminium, Kupfer- Werkstoffe) N/ mm 2

Rm Rp 0,2 B St 37 2 Rm = 370 Hooke sche Gerade A 5 Bruch Parallele zur Hooke schen Gerade 1 2 3 4 5 6 % 0,2% Da keine Streckgrenze vorhanden ist, wird eine Ersatzstreckgrenze (= 0,2% Dehngrenze Rp 0,2 = Dehngrenze) geschaffen. Das ist die Grenze bei der die Zugprobe nach Entlastung eine bleibende Dehnung von 0,2% aufweist. 13.4) Druckversuch Hier wird eine zylindrische Druckprobe einer zunehmender Druckkraft ausgesetzt. Kenngröße 0,2% Stauchgrenze d 0,2 (siehe Anhang) 13.5) Biegeversuch Sigma Höchste Kraft = Fmax Bruch durch Biegung = f B Daraus wird die Biegefestigkeit ( b B ) berechnet. F (siehe Anhang 13.6) Scherversuch Hier wird der Werkstoff rchgescheert So Scherfestigkeit ⓿a B = Fm / * So Laschen Bei Niete, Bolzen, Tau 11.) Kunststoffe (Plaste) - synthetisch hergestellte Werkstoffe - organische Werkstoffe (Kohlen- bzw. Siliciumverbindungen)

Eigenschaften : Verwendung für : Vorteile + Niedrige Dichte 0,9 1,5 Kg/dm3 Leichtbauteile + Verschiedene mechanische Eigenschaften fest : Maschinenteile, Zahnräder, Beschläge von hart und zäh bis weich und gummiartig weich : Schläuche, Schaumstoffe + gut form- und leicht verarbeitbar Kompliziert geformte Teile, Haushaltswaren (einfärbbarkeit, schaumbar) (Konsumgüter), Sportartikel + wärmedämmend und Kälteisolierend Dämmplatten, Rohrisolierungen, (als Schaumstoff) Verpackungsmaterial + Elektrisch nicht leitend Elektroisolierteile, Kabelummantelungen + Korrosions- und chemikalienbeständig Behälter für Chemikalien, Imprägnierungen, Schutzanstriche Nachteile - geringe Wärmebeständigkeit (auf Dauer nicht > 150 C Ausnahme : Silikonkunststoffe) - zum Teil brennbar - geringe Festigkeit - zum Teil unbeständig gegen Lösungsmittel Herstellung : Zwei wichtige Teilschritte 1.) Aus Rohstoff (Erdöl oder Erdgas) wird durch chemische Umwandlung ein reaktionsfreudiges Vorprodukt erzeugt (Moleküle aus wenigen Atomen) Monomere 2.) Durch Verknüpfung Tausender Monomere entstehen vielgliedrige Makromoleküle Polymere Grundkörper => Kohlenstoffgerüst Grundkörper => Siliciumgerüst Silikonkunststoffe Technologische Einteilung : 1) Thermoplaste Fadenförmige nicht vernetzte Makromoleküle Zusammenhalt der Moleküle durch Physikalische Bindungskräfte

bei Raumtemperatur = fest, biegsam bei Erwärmung = flüssig Thermoplaste sind warm umformbar und schweißbar POLY... Bsp.: Polyethylen (PE) farblos, zäh bis steif, geruchs- und geschmacksfrei, beständig gegen (Hostalen, Lupolen, Sagralen) Säuren und Laugen. Polyvinylchlorid (PVC) heißwasser beständig, formbar, glatte Oberfläche Polymethylmethacrylat (PMMA) hart, unzerbrechlich, witterungsbeständig Plexiglas, Resarit 2) Duroplaste Engmaschig vernetzte Makromoleküle Bei Raumtemperatur sind sie hart und fest. Sie verändern ihre mechanischen Eigenschaften bei Erwärmung nicht. Duroplaste nicht warm umformbar und nicht schweißbar HARZE...harz Vorprodukt unvernetzte Makromoleküle die nach Zugabe von Härtern aushärtet Bsp.: Phenolharz, Melaminharz Epoxidharz (EP) Bindemitte (Spanplatten), Lackrohstoff Zweikomponentenkleber 3) Elastomere (Elaste, Gummi) Weitmaschig vernetzte Makromoleküle Durch Krafteinwirkung um mehrere hundert Prozent dehnbar und nehmen nach Entlastung wieder ihre Ursprüngliche Form ein. - Naturgummi (heute nur für Spezialanwendungen) - Synthetische Elastomere Butadien Kautschuk ---------- Fahrzeugreifen, Dichtungen Silikon- Kautschuk ---------- Fugen- Dichtungsmasse Spezielle Anwendungen von Kunststoffen im Maschinenbau Klebstoffe - Dispersionsklebstoffe (feinverteilte Klebstoffteilchen im Wasser) Nach dem Klebstoffauftrag verdunstet das Wasser, die Klebstoffteilchen kommen in Kontakt und verkleben. + Holzkleber (Panol) + Baukleber für saugfähige Baustoffe

- Lösungsmittel Klebstoffe (Klebstoff in einem leicht verdunstbaren Lösungsmittel gelöst) + Papier (UHU) + anlösbare Klebstoffe - Kontaktklebstoffe (Lösungsmittel Klebstoffe mit Kautschukartigem Lösungsmittelanteil) Klebstoff wird auf beide Fügeflächen aufgetragen. 15 Minuten warten bis Lösungsmittel verdunstet. Fügeflächen fest zusammendrücken. Verbindung hat sofort Festigkeit. - Zweikomponenten- Reaktionsklebstoffe + Universal Klebstoffe (auch für Metall) - Einkomponenten- Reaktionsklebstoffe - Schmelzklebstoffe (für Klebepistole) 12) Schmierstoffe und Kühlschmierstoffe 12.1) Schmierstoffe Reibung und Verschleiß zwischen beweglichen Bauteilen vermeiden Schutz der Gleitflächen vor Korrosion Unterscheidung nach Aggregatezustand - Schmieröle (flüssig) Schmierung von Maschinenteilen in geschlossenen Gehäusen (meist im Umlauf geführt Wärmetransport) Mineralisch / synthetisch - Schmierfette Pastenartige Gemische aus Schmieröl und Seife Schmierung von Gleitlagern - feste Schmierstoffe Pulver aus Graphit, Molybdänsulfid Einsatzbereich an Stellen die sehr hohen oder tiefen Temperaturen ausgestzt sind. Häufig auch Schmierölen- und Fetten beigemischt um bei nicht ausreichender Schmierung Notlaufeigenschaften zu gewährleisten. 12.2) Kühlschmierstoffe Beim spanen in reichlier Form über die Spanstelle => schmieren und kühlen Kühlschmieremulsion (früher Bohrölemulsion) Mineralöl (2 10%) mit Wasser beim bohren, fräsen, sägen (überwiegend zum kühlen). Nicht wassermischbare Kühlschmierstoffe (früher Schneidöle) Vermeidung von Reibung beim Gewindeschneiden, reiben von Eisen und Stahl Spanverfahren von Kupfer und Aluminium 13.7) Härteprüfungen Bestimmung von Kennwerten für die Härte von Werkstoffen

Härteprüfung nach Binell Kugel aus gehärteten Stahl oder Hartmetall wird mit einer Prüfkraft in die Probe gedrückt. Der Durchmesser des entstandenen Kugeleindruck wird gemessen. d1 d2 d= d1+d2 2 Erreichung der Binell- Härten. Anhang 228 HBW 5 / 750 Härtewert Nach Binell Kugeldurchmesser (mm) Prüfkraftkennzahl (N, 0,102) Presse Kraft Werkstück Anwendung: weichen und mittelharte Werkstoffe (bis ungehärtete Stähle) Härteprüfung nach Vickers Spitze einer vierseitigen Pyramide (winkel 136 ) wird in die Probe gedrückt. Es werden die Diagonalen des Prüfeindruckes gemessen. d2 D0 d= d1+d2 2 d1 HV=0,1891 x d² Härtewert Vickers Prüfkraft in N x 0,102 Einwirkdauer in sec. 810 H V 5 / 25 Vorteil: - ein Eindringkörper - weich und harte Werkstoffe - kleine und kleinste Härtebereiche

Makrobereich 49,03 N (HV 5) als Prüfkraft bis 980,7 N (HV 100) Kleinstbereich dünne Schichten fertige Werkstücke 1,961 N (HV 0,2) Bis 29,42 N (HV 3) Mikrobereich Prüfung von Gefügekörnern weniger als 1,961 N Härteprüfung nach Rockwell Diamant oder gehärtete Stahlkugel zuerst mit Vorkraft (98 N) und dann mit einer Prüfkraft die Probe eindrücken. 100 Oberfläche 1= Vorkraft 1 Eindringen unter Vorkraft 2= Belastung mit Prüfkraft 3= Entlastung auf Vorkraft 2 3 Bleibende Eindringtiefe Härtewert 0 Vorteil: unmittelbare Anzeige des Härtewertes schnelle Versuchsdurchführung halbautomatisch Prüfen (industrielle Meßteile) 48 HRC Härtewert Rockwell Diamantenkugel 120 Kugelwinkel abgerundete Spitze Rockwell C (HRC) gehärtete Stähle, Legierungen Rockwell A (HRA) sehr harte Werkstoffe gehärtete Stahlkugel Rockwell B (HRB) mittelharter Werkstoff 1,5875 mm (1/16 Inch) Rockwell F (HRF) Stahlbleche, weiche CuZn Legierungen AL Unlegierte Gehärtete Nitrier - Hartmetall Hartstoff Diamant

Stähle Stähle Stähle SiC Binell 100 500 HB R O C K W E L L 70 HRC 94 HRH Vickers 10000 13.8) Kerbschlagbiegeversuch Bruchverhalten beim Durchschlagen eine Probe untersuchen. Schlagarbeit ( Kraft x Weg) 13.9) Dauerschwingfestigkeit- Prüfung lange Zeit unter häufig wechselnde Belastung ( Bolzen an Brückenträger) Dauerbruch ( durch Ermüdung ) Spannung Wechselspannung (mm²) 800 Wöhler Schaubild 200 0 Meßwert Bei Bruch 10 100 1000 10000 100000 1000000 10000000

13.10) Zerstörungsfreie Werkstoffprüfungen - Eindringverfahren (= Farbaufsprühverfahren) Reinigen Eindringmittel aufbringen (dünnflüssiger Farbstoff) Abwaschen Entwickler (Schlämmkreide) auftragen (durch die Kapillarwirkung eingedrungene Farbe wird sichtbar) Risse sind erkennbar Anwendung : Oberflächenprüfung gehärteter Werkstoffe (Erkennung feinster Haarrisse) - Ultraschallprüfung Man erkennt auch Innen liegende Risse (in Schweißnähten, Bauteilen, Halbzeugen,...). - Durchstrahlprüfungen mit Röntgenstrahlen Anwendung bei Hochbelasteten Werkstoffen zur Ermittlung von Innen liegenden Werkstoffehlern. sehr teuer 13.11) Metallographische Untersuchungen Zur Sichtbarmachung des inneren Aufbaus der Werkstoffe (= Gefüge). Es findet sich Aussage über die Wärmebehandlung. Lichtmikroskop, Rastermikroskop 13.12) Prüfung der Zusammensetzung Im Spektrometer