Die Gefügeprüfung ist ein wichtiger Bereich der Werkstoffprüfung, bei dem die mikroskopische Struktur von Feststoffen, insbesondere von Metallen und Legierungen, untersucht wird. Sie dient dazu, physikalisch-chemische Eigenschaften zu verstehen und zu erklären, Fehler zu identifizieren und die Qualität der Bauteile sicherzustellen. Darüber hinaus ermöglicht sie bei Metallen die Bestimmung der durchgeführten Wärmebehandlungen. Diese Analysen können auch vor Ort, zerstörungsfrei und direkt am Bauteil durchgeführt werden.
Die Gefügeuntersuchung wird eingesetzt, um die mikroskopische Struktur eines Werkstoffes zu beurteilen. Sie dient insbesondere zur Bewertung der Werkstoffqualität, zur Erkennung von Gefügefehlern und zur Untersuchung von Veränderungen, die beispielsweise durch Wärmebehandlungen, Schweissen oder mechanische Bearbeitung entstanden sind. Bei Metallen und Legierungen können anhand des Gefüges unter anderem Aussagen über die durchgeführte Wärmebehandlung, die Werkstoffeigenschaften und mögliche Schäden getroffen werden. Die Untersuchung wird sowohl bei der Qualitätskontrolle als auch bei Schadensanalysen und zur Prüfung von Fertigungsprozessen eingesetzt.
Bei einer klassischen Gefügeuntersuchung wird zunächst eine geeignete Stelle am Bauteil ausgewählt. Bei einer zerstörenden Prüfung wird eine Probe entnommen und die Oberfläche entsprechend vorbereitet. Dazu gehören das Trennen, Schleifen und Polieren der Probe. Anschließend wird die Oberfläche häufig durch ein geeignetes Ätzmittel behandelt, damit die einzelnen Gefügebestandteile unter dem Mikroskop sichtbar werden. Die Untersuchung erfolgt anschließend mit einem Licht- oder Elektronenmikroskop.
Je nach Prüfaufgabe kann die Gefügeuntersuchung auch direkt am Bauteil durchgeführt werden. Hierfür stehen spezielle metallografische Verfahren zur Verfügung, die eine Beurteilung vor Ort und teilweise zerstörungsfrei ermöglichen.
Als Nachweis der Gefügeuntersuchung dienen insbesondere Prüfprotokolle, metallografische Aufnahmen und Mess- bzw. Untersuchungsergebnisse. In den Prüfunterlagen werden beispielsweise der untersuchte Werkstoff, die Prüfbedingungen, die untersuchte Stelle und die festgestellten Gefügemerkmale dokumentiert. Die Ergebnisse können mit Vorgaben aus technischen Zeichnungen, Werkstoffnormen, Spezifikationen oder Prüfanforderungen verglichen werden. Bei Schadensuntersuchungen können die Aufnahmen außerdem als Nachweis für Gefügefehler, Risse, Poren oder Veränderungen durch Wärmebehandlung dienen.
Die Gefügeuntersuchung wird hauptsächlich bei metallischen Werkstoffen durchgeführt. Dazu gehören unter anderem:
Je nach Werkstoff können unterschiedliche Präparations- und Ätzverfahren erforderlich sein.
Gefügeuntersuchungen können an unterschiedlichsten metallischen Bauteilen und Komponenten durchgeführt werden. Typische Beispiele sind:
Die Untersuchung kann sowohl an einzelnen Proben als auch direkt an bereits eingebauten Bauteilen erfolgen. Ziel ist es, die Werkstoffstruktur zu beurteilen, mögliche Fehler zu erkennen und die Qualität sowie die Gebrauchstauglichkeit des Bauteils sicherzustellen.
Qualitative Gefügebeurteilung mit Bilddokumentation
Korngrössenbestimmung, Ferritkorngrenzen, Austenitkorngrenzen
Metallographie, Lichtmikroskopie
Schichtdickenmessung Metall und Oxidschichten
