Individualschulung für Firmen: Grundkurs Metallografie an Stählen

Beschreibung

Der Grundkurs  Metallografie an Stählen behandelt die grundlegenden Techniken und Verfahren, um die Mikrostruktur von Stählen zu untersuchen. Ziel ist es, ein tieferes Verständnis der metallischen Gefüge zu entwickeln, da diese Strukturen für die Eigenschaften und das Verhalten von Stählen entscheidend sind. Hier eine Übersicht, was typischerweise in einem solchen Kurs behandelt wird:

1. Einführung in die Metallografie

• Grundlagen der Metallografie: Definition und Zweck, typische Anwendungen in der Materialwissenschaft.
• Mikrostruktur und Eigenschaften: Beziehung zwischen Mikrostruktur und mechanischen Eigenschaften wie Härte, Zähigkeit und Festigkeit.

2. Probenpräparation

• Entnahme der Proben: Wichtigkeit der repräsentativen Probenauswahl, um die Mikrostruktur korrekt darzustellen.
• Schleifen und Polieren: Schrittweiser Aufbau einer spiegelglatten Oberfläche, um Kratzer und Verformungen zu minimieren.
• Ätzverfahren: Chemische oder elektrolytische Verfahren, um die Mikrostruktur sichtbar zu machen (z.B. Nital-Ätzung für Kohlenstoffstähle).

3. Mikroskopie

• Lichtmikroskopie (LM): Häufig genutzte Methode zur ersten Untersuchung des Gefüges. Analyse von Kornform, -größe und Gefügebestandteilen wie Ferrit und Perlit.
• Rasterelektronenmikroskopie (REM): Detailliertere Strukturaufnahmen bei höherer Vergrößerung und Tiefenschärfe; besonders nützlich für Oberflächen- und Phasenanalysen.

4. Gefügebestandteile von Stählen

• Ferrit und Austenit: Grundlegende Phasen in Stahl, die je nach Legierung und Wärmebehandlung auftreten.
• Perlit und Bainit: Lamellenstrukturen bzw. feinkörnige Strukturen, die durch kontrolliertes Abkühlen entstehen.
• Martensit: Härtbarer Gefügebestandteil, der bei sehr schnellem Abkühlen entsteht und hohe Festigkeit und Härte bietet.
• Zementit und Karbide: Kohlenstoffreiche Phasen, die in hochlegierten Stählen für Verschleißfestigkeit sorgen.

5. Wärmebehandlung und Phasenumwandlungen

• Härten, Anlassen und Glühen: Untersuchung, wie verschiedene Wärmebehandlungen die Mikrostruktur beeinflussen.
• Phasendiagramme (Fe-C-Diagramm): Verständnis der Stabilität von Phasen und den Temperaturen, bei denen diese auftreten.
• Umwandlungen im festen Zustand: Erkennen und Analysieren von Austenit-Ferrit-Umwandlungen, Perlitbildung, und anderen temperaturbedingten Veränderungen.

6. Praktische Analyse und Bewertung

• Identifizierung und Interpretation von Gefügen: Praktische Übungen zur Erkennung und Bewertung der Mikrostruktur von Stählen.
• Härtemessungen und Vergleich mit Mikrostrukturen: Zusammenhang zwischen Härteprüfungen (z. B. Vickers-, Brinell- oder Rockwell-Härte) und Mikrostrukturanalyse.
• Dokumentation und Interpretation der Ergebnisse: Erstellung von Gefügebildern und deren Interpretation für technische Berichte und Materialbeurteilungen.

7. Werkstoffeigenschaften und Qualitätssicherung

• Einfluss der Mikrostruktur auf mechanische Eigenschaften: Wie Mikrostrukturen die Festigkeit, Zähigkeit und Verformbarkeit beeinflussen.
• Qualitätssicherung in der Metallografie: Standards und Prüfverfahren, um die Konsistenz und Qualität von metallografischen Untersuchungen zu gewährleisten.

Literatur und Übungsmaterialien

• Literaturempfehlungen: “Praktische Metallographie” von Georgee Vander Voort, Lehrbücher zu Metallkunde und Materialwissenschaft.
• Praktische Übungen und Labor: Arbeiten an eigenen Proben unter Anleitung, um praktische Fähigkeiten zu vertiefen.

Zielgruppe und Voraussetzung

Dieser Grundkurs richtet sich an Firmen, dessen Mitarbeiter  (Techniker, Werkstoffprüfer und Personen, die in der metallographischen Untersuchung von Stählen sind oder tätig werden wollen). Ein grundlegendes Verständnis der Werkstoffkunde ist vorteilhaft.