Arten der Metallprüfung
Relevanz
Für die Qualitätskontrolle werden verschiedene Arten von Metallprüfungen (chemisch, physikalisch, mechanisch usw.) eingesetzt. Der Hauptzweck solcher Prüfungen ist die vergleichende Analyse von Merkmalen in Abhängigkeit von bestimmten Parametern. So werden Metallermüdungsprüfungen durchgeführt, um die Belastungsgrenzen eines Werkstoffs unter bestimmten Betriebsbedingungen zu ermitteln. Zu diesem Zweck werden in der Regel zyklische Belastungen verwendet.
Einer der wichtigsten Parameter für Bauelemente ist die Festigkeit, die unter anderem in Biegeversuchen von Metallen unter Zug- und Druckbeanspruchung geprüft wird.
Die Zug- oder Bruchprüfung von Metallen ist ebenfalls üblich. Mit dieser Prüfung sollen die Elastizitätsgrenze des Materials, die Streckgrenze, die Festigkeit und die relative Dehnung und Kontraktion bestimmt werden. Eine weitere Methode zur Prüfung von Metallen und Legierungen ist die Bestimmung der Härte nach den gängigen Skalen:
-Brinell;
-Rockwell;
-Vickers.
Die zerstörungsfreie Prüfung von Metallen wird in Form von chemischen, mechanischen, technologischen und metallografischen Prüfungen durchgeführt. Ziel der Prüfungen ist es, die Qualität eines Materials zu bewerten und seine Leistungsmerkmale zu bestimmen.
Mechanische Verfahren
Die mechanische Prüfung bestimmt die Widerstandsfähigkeit von Legierungen gegenüber verschiedenen Belastungsarten und gibt Aufschluss über die Festigkeit und Duktilität des Werkstoffs. Sie werden entweder unter progressiv ansteigender Spannung (statische Belastung) oder unter Stoßbelastung (dynamische Belastung) geprüft.
Zugversuch. Eine Standardprobe hat die folgenden, von GOST festgelegten Parameter: bei einer runden Probe ist die Länge gleich l0d; bei einer flachen Probe ist die Länge gleich 11, Z die Querschnittsfläche der Probe, ausgedrückt in mm2. Die Prüfung wird mit einer speziellen Maschine durchgeführt. Die Probe wird entlang der Achse gedehnt, bis sie bricht, wobei die Verformungsdiagramme automatisch aufgezeichnet werden.
Härteprüfung. Bei einer harten Legierung (Vergütungsstahl) und bei dünnem Stahlblech wird die Härte durch eine Rockwell-Prüfung mit einer in die Probe eingedrückten Kugel oder einem Diamantkegel von 1,59 mm Durchmesser bestimmt. Die Rockwell-Härte HR kann mit Hilfe spezieller Tabellen in
Biegeversuch. Mit diesem Test wird die Fähigkeit eines Blechs bestimmt, sich entsprechend einer vorgegebenen Form zu verformen. Die Probe wird ohne jegliche Oberflächenbehandlung aus dem Blech geschnitten und in einer speziellen Presse gebogen.
Schlagprüfung (Versprödungsprüfung). Der Test wird auf speziellen Pendelkeilen durchgeführt, in die Standardproben mit einer Kerbe eingelegt werden. Mit diesem Test wird die Fähigkeit einer Legierung ermittelt, der Einwirkung dynamischer Belastungen standzuhalten. Je duktiler das Metall ist, desto größer ist seine Widerstandsfähigkeit gegenüber Stoßbelastungen.
Ermüdungsprüfung. Mit dieser Prüfung wird die Widerstandsfähigkeit eines Werkstoffs gegenüber zyklischen Belastungen und Vibrationen bestimmt, bei denen er nicht versagt. Üblicherweise wird eine Biege-Ermüdungsprüfmaschine verwendet. Ein zylindrischer Probekörper wird sowohl Druck- als auch Zugbelastungen ausgesetzt.
Kriechversuch -Mit diesem Test wird die Widerstandsfähigkeit eines Werkstoffs gegen eine längere Belastung bei erhöhten Temperaturen ermittelt. Die Testdauer beträgt mehrere tausend Stunden. Zuverlässige Ergebnisse können nur mit speziellen Geräten erzielt werden, die eine präzise Steuerung der Probentemperatur und eine genaue Kontrolle der Maßänderungen ermöglichen.
Bruchversuche. Die Halsprobe wird durch einen Schlag gebrochen, und der dabei entstehende Bruch wird unter dem Mikroskop untersucht, wobei Einschlüsse, Poren und Härchen sichtbar werden. Diese Prüfung ermöglicht eine Abschätzung der Korngröße, der Dicke der gehärteten Schicht und der Aufkohlungstiefe.
Optische und physikalische Methoden
Mikroskopische Untersuchung. Zur Untersuchung der Bruchstruktur wird ein Metallurgie- oder Polarisationsmikroskop verwendet. Der Bruch des Materials wird untersucht, wobei Einschlüsse, Poren und Härchen sichtbar werden. Bei dieser Prüfung werden Korngröße und -form, Phasenbeziehungen, Dicke der gehärteten Schicht und Zementationstiefe bewertet.
Radiographische Untersuchung. Diese Methode wird häufig zur Qualitätskontrolle von Schweißnähten eingesetzt. Poren, Seigerungen und Risse werden auf dem Röntgenbild erkannt. Durch Röntgenaufnahmen in zwei senkrechten Projektionen ist es möglich, den Fehler genau zu lokalisieren.
Diemagnetische Pulverprüfung eignet sich für ferromagnetische Werkstoffe wie Nickel-, Eisen- und Kobaltlegierungen. Durch das Auftragen von Magnetpulver auf eine magnetisierte Probe können oberflächliche und einige innere Defekte von ferromagnetischen Werkstoffen festgestellt werden.
Chemische Verfahren
Bei der chemischen Prüfung wird die Richtigkeit der chemischen Zusammensetzung sowie das Vorhandensein oder Fehlen notwendiger Verunreinigungen festgestellt. Beim Beizen wird die Oberfläche des Metalls chemischen Lösungen ausgesetzt, um Porosität, Entmischung
Die Methode der spektroskopischen Analyse ermöglicht eine schnelle qualitative Bestimmung kleiner Mengen von Verunreinigungen, die mit anderen chemischen Methoden nicht nachgewiesen werden können. Mit Hilfe von Geräten wie Polychrometern, Quantometern und Quantovacs wird das Spektrum der Probe analysiert, woraufhin ein Indikator die prozentuale Zusammensetzung des betreffenden Metalls anzeigt.
