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Die Metallographie ist eine metallkundliche Untersuchungsmethode. Sie umfasst die optische Untersuchung einer Metallprobe mit dem Ziel einer qualitativen und quantitativen Beschrei-bung des Gefüges. | Die Metallographie ist eine metallkundliche Untersuchungsmethode. Sie umfasst die optische Untersuchung einer Metallprobe mit dem Ziel einer qualitativen und quantitativen Beschrei-bung des Gefüges. | ||
Es sind dabei makroskopische, mikroskopische und elektronenmikroskopische Gefügebe-trachtungen zu unterscheiden. Diese Versuche in diesem Praktikum beschränken sich auf makroskopische, mesoskopische und mikroskopische Gefügebetrachtung. | Es sind dabei makroskopische, mikroskopische und elektronenmikroskopische Gefügebe-trachtungen zu unterscheiden. Diese Versuche in diesem Praktikum beschränken sich auf makroskopische, mesoskopische und mikroskopische Gefügebetrachtung. | ||
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| + | Metallographische Probenpräparation – die Schliffherstellung | ||
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| + | Probenentnahme | ||
| + | Die Probenentnahme muss dem Untersuchungszweck angepasst sein. Bei Bauteilen die eine irgendwie geartete Vorzugrichtung haben wie z.B. gewalztes Blech muss bei der Probenent-nahme zwischen Querschliff, Längs- und Flachschliff unterschieden werden. Durch die Pro-benentnahme darf das Gefüge nicht verändert werden. So muss bei mechanischer Abtren-nung durch Anwendung geeigneter Kühlmittel die Probenerwärmung möglichst klein gehalten werden, um Gefügebeeinflussungen zu verhindern. | ||
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| + | Einfassen, bzw. Einbetten der Probe | ||
| + | Zur besseren Handhabung und/ oder zum Randschutz werden die Proben eingefasst oder eingebettet. | ||
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| + | Einspannen in einen Schliffhalter | ||
| + | Kalt- oder Warmeinbetten in Kunststoff oder anderen Materialien | ||
| + | Galvanisches Einbetten wird insbesondere zum Randschutz angewandt | ||
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| + | Zur Sichtbarmachung des Gefüges ist eine absolut plane, d.h. polierte Oberfläche Vorausset-zung. Hierzu wird die Oberfläche vorsichtig schrittweise geschliffen, wodurch eine eventuell vorhandene verformte Schicht abgetragen werden soll. Das Schleifen erfolgt von Hand mit Schleifpapier, das auf einer ebenen Platte oder auf einer Drehscheibe aufliegt, oder mit einer automatischen Schleif- und Poliermaschine (Bild 2). | ||
| + | Im Praktikum werden die Proben von Hand geschliffen und poliert. Beim ersten Schleifschritt wird normalerweise grobes Schleifpapier benutzt, welches anschließend schrittweise durch Schleifpapier mit feineren Körnungen ersetzt wird. Nach jedem Schleifprozess wird die Probe um 90° gedreht und in der gleichen Schleifrichtung weitergeschliffen. Auf diese Weise wer-den die Schleifriefen des vorher benutzten Papiers beseitigt. | ||
| + | Wegen der Gefahr unzulässiger Erwärmung darf die Metallprobe nicht zu kräftig auf die Un-terlage aufgedrückt werden. Die Schmier- und Kühlflüssigkeit soll gleichzeitig das Schleifpa-pier und die Probe von ausgebrochenen Schleifkörnern reinigen. | ||
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| + | Polieren | ||
| + | Durch Polieren werden die vom Schleifprozess zurückbleibenden Schleifriefen beseitigt so-wie eine evtl. noch vorhandene dünne Verformungsschicht weiter abgetragen. | ||
| + | Auf Samt- oder Wolltüchern aufgetragene geschlämmte Tonerde (AI203), Magnesia Usta (MgO), Poliergrün (Cr203) , Polierrot (Fe203) oder neuerdings fast ausschließlich Diamantpas-te dienen dafür als Poliermittel. Die Elastizität der Poliertücher beeinflusst die Poliergüte. Durch Polieren mit einem weichen Tuch entsteht eine riefenfreie Oberfläche. Dabei runden sich die Kanten mehr oder weniger ab, auch ist mit RiefenbiIdung durch Abtragen weicher nichtmetallischer Einschlüsse zu rechnen. Durch Polieren mit einem härteren Tuch lässt sich die Kantenabrundung und ReliefbiIdung eher vermeiden, man erhält aber keine absolut krat-zerfreie Oberfläche. Poliertücher werden während des Polierprozesses mit destiIIiertem Was-ser oder bei Verwendung von Diamantpasten mit Öl und Petroleum geschmiert. | ||
| + | Im polierten Zustand lassen sich unter dem Mikroskop bereits nichtmetallische Einschlüsse, wie Karbide, Sulfide oder Oxyde im Stahl, Graphit im Grauguss, oder Unregelmäßigkeiten, wie Poren, Risse, Lunker u.a., jedoch kein Gefüge erkennen. | ||
| + | Bild 2: Schleif- und Poliermaschine | ||
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| + | Ätzen | ||
| + | Zu einer Gefügeentwicklung ist Ätzen notwendig. Da der chemische Angriff des Ätzmittels auf die verschieden Gefügebestandteile von deren Orientierung und chemischen Zusam-mensetzung abhängt, wird Reflexionsverhalten der Gefügebestandteile so verändert, dass eine eindeutige Unterscheidung möglich wird. | ||
| + | Um ein zu starkes Angreifen des Ätzmittels zu verhindern, wird es z.B. mit Alkohol, Glyzerin oder Glykol verdünnt. Bei Ätzmitteln, welche die Haut angreifen, färben oder verätzen kön-nen, werden die Proben mit Hilfe von Ätzzangen aus beständigem Material, wie nichtrosten-dem Stahl und Nickel, angeätzt. Danach wird die Probe mit Wasser und Alkohol abgespült, in warmer Luft gründlich getrocknet und unter dem Mikroskop betrachtet. Die nachfolgende Tabelle 1 gibt einen groben Überblick über die gebräuchlichsten Ätzmittel. | ||
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Version vom 19. Januar 2016, 16:20 Uhr
Arnold Horsch e.K. Wissensdatenbank.
Inhaltsverzeichnis
Fachbegriffe
Härteprüfung
Metallographie
Zur Metallographie Begriff
Definition Metallographie
Die Metallographie ist eine metallkundliche Untersuchungsmethode. Sie umfasst die optische Untersuchung einer Metallprobe mit dem Ziel einer qualitativen und quantitativen Beschrei-bung des Gefüges. Es sind dabei makroskopische, mikroskopische und elektronenmikroskopische Gefügebe-trachtungen zu unterscheiden. Diese Versuche in diesem Praktikum beschränken sich auf makroskopische, mesoskopische und mikroskopische Gefügebetrachtung.
Metallographische Probenpräparation – die Schliffherstellung
Probenentnahme Die Probenentnahme muss dem Untersuchungszweck angepasst sein. Bei Bauteilen die eine irgendwie geartete Vorzugrichtung haben wie z.B. gewalztes Blech muss bei der Probenent-nahme zwischen Querschliff, Längs- und Flachschliff unterschieden werden. Durch die Pro-benentnahme darf das Gefüge nicht verändert werden. So muss bei mechanischer Abtren-nung durch Anwendung geeigneter Kühlmittel die Probenerwärmung möglichst klein gehalten werden, um Gefügebeeinflussungen zu verhindern.
Einfassen, bzw. Einbetten der Probe Zur besseren Handhabung und/ oder zum Randschutz werden die Proben eingefasst oder eingebettet. Man unterscheidet verschiedene Methoden: Einspannen in einen Schliffhalter Kalt- oder Warmeinbetten in Kunststoff oder anderen Materialien Galvanisches Einbetten wird insbesondere zum Randschutz angewandt
Schleifen Zur Sichtbarmachung des Gefüges ist eine absolut plane, d.h. polierte Oberfläche Vorausset-zung. Hierzu wird die Oberfläche vorsichtig schrittweise geschliffen, wodurch eine eventuell vorhandene verformte Schicht abgetragen werden soll. Das Schleifen erfolgt von Hand mit Schleifpapier, das auf einer ebenen Platte oder auf einer Drehscheibe aufliegt, oder mit einer automatischen Schleif- und Poliermaschine (Bild 2). Im Praktikum werden die Proben von Hand geschliffen und poliert. Beim ersten Schleifschritt wird normalerweise grobes Schleifpapier benutzt, welches anschließend schrittweise durch Schleifpapier mit feineren Körnungen ersetzt wird. Nach jedem Schleifprozess wird die Probe um 90° gedreht und in der gleichen Schleifrichtung weitergeschliffen. Auf diese Weise wer-den die Schleifriefen des vorher benutzten Papiers beseitigt. Wegen der Gefahr unzulässiger Erwärmung darf die Metallprobe nicht zu kräftig auf die Un-terlage aufgedrückt werden. Die Schmier- und Kühlflüssigkeit soll gleichzeitig das Schleifpa-pier und die Probe von ausgebrochenen Schleifkörnern reinigen.
Polieren Durch Polieren werden die vom Schleifprozess zurückbleibenden Schleifriefen beseitigt so-wie eine evtl. noch vorhandene dünne Verformungsschicht weiter abgetragen. Auf Samt- oder Wolltüchern aufgetragene geschlämmte Tonerde (AI203), Magnesia Usta (MgO), Poliergrün (Cr203) , Polierrot (Fe203) oder neuerdings fast ausschließlich Diamantpas-te dienen dafür als Poliermittel. Die Elastizität der Poliertücher beeinflusst die Poliergüte. Durch Polieren mit einem weichen Tuch entsteht eine riefenfreie Oberfläche. Dabei runden sich die Kanten mehr oder weniger ab, auch ist mit RiefenbiIdung durch Abtragen weicher nichtmetallischer Einschlüsse zu rechnen. Durch Polieren mit einem härteren Tuch lässt sich die Kantenabrundung und ReliefbiIdung eher vermeiden, man erhält aber keine absolut krat-zerfreie Oberfläche. Poliertücher werden während des Polierprozesses mit destiIIiertem Was-ser oder bei Verwendung von Diamantpasten mit Öl und Petroleum geschmiert. Im polierten Zustand lassen sich unter dem Mikroskop bereits nichtmetallische Einschlüsse, wie Karbide, Sulfide oder Oxyde im Stahl, Graphit im Grauguss, oder Unregelmäßigkeiten, wie Poren, Risse, Lunker u.a., jedoch kein Gefüge erkennen. Bild 2: Schleif- und Poliermaschine
Ätzen
Zu einer Gefügeentwicklung ist Ätzen notwendig. Da der chemische Angriff des Ätzmittels auf die verschieden Gefügebestandteile von deren Orientierung und chemischen Zusam-mensetzung abhängt, wird Reflexionsverhalten der Gefügebestandteile so verändert, dass eine eindeutige Unterscheidung möglich wird.
Um ein zu starkes Angreifen des Ätzmittels zu verhindern, wird es z.B. mit Alkohol, Glyzerin oder Glykol verdünnt. Bei Ätzmitteln, welche die Haut angreifen, färben oder verätzen kön-nen, werden die Proben mit Hilfe von Ätzzangen aus beständigem Material, wie nichtrosten-dem Stahl und Nickel, angeätzt. Danach wird die Probe mit Wasser und Alkohol abgespült, in warmer Luft gründlich getrocknet und unter dem Mikroskop betrachtet. Die nachfolgende Tabelle 1 gibt einen groben Überblick über die gebräuchlichsten Ätzmittel.
