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Materialographie

Zahlreiche neue Produkte basieren auf neuen Werkstoffen und innovativen Fertigungsverfahren, deren Erfolg ohne die Materialographie, also die bildliche Darstellung und Bewertung der inneren Gefügestrukturen und die damit verbundene Verbesserung von Materialeigenschaften, die Optimierung von Prozessen und die Qualitätssicherung bei der Herstellung, nicht einmal ansatzweise vorstellbar wäre.

Ob zur Qualitätssicherung, Schadensfallanalytik oder für Forschung und Entwicklung – in unseren akkreditierten Materialographielaboren nehmen wir sowohl metallische als auch nichtmetallische Werkstoffe unterschiedlichster Zusammensetzung mit den jeweils passenden qualitativen und quantitativen Charakterisierungsverfahren unter die Lupe.

Dies beinhaltet die Probenpräparationsverfahren und die Anwendung aller mikroskopischen Methoden von der Licht- bis zur Elektronenmikroskopie bis hin zur Analyse, Bewertung und Dokumentation der mikroskopischen Untersuchungsergebnisse. Bei Bedarf können die Untersuchungen durch weitere werkstoffanalytische, mechanisch-technologische und physikalische Verfahren unterstützt und begleitet werden

Unser Leistungsspektrum

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Schadensanalysen

Ursachen und Auswirkungen experimentell ermitteln - wir bewerten Schadensfälle und unterstützen so bei der Ursachenklärung. Unsere erfahrenen Ingenieure helfen Ihnen, unerwünschte Schadensphänomene bis ins Detail zu ergründen – etwa mittels Materialographie, akustischer Schadensdetektion oder zerstörungsfreien Prüfverfahren.

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Materialprüfung Metalle

Unsere Werkstoffspezialisten begleiten Sie bei der Durchführung Ihrer Prüfprogramme sowie Standardisierung, Zulassung und Zertifizierung von Werkstoffen oder Herstellungsverfahren. Dabei stehen wir während des gesamten Prüfablaufs an Ihrer Seite, von der Beratung, Versuchsplanung und Probenfertigung, über die Prüfung an sich bis hin zum fertigen Prüfbericht.

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Materialprüfung Kunststoffe und Verbundwerkstoffe

Vom Grundwerkstoff über die Fertigungstechnologie bis zur Zulassung des fertigen Produktes - unsere Werkstoffprüfungen sind DAkkS- und NADCAP-akkreditiert. Dies umfasst sowohl statische, zyklische und dynamische Prüfungen als auch statische Langzeitprüfungen, inklusive Probenfertigung.

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Zerstörungsfreie Prüfung

Zur Untersuchung der Schädigung bei der Bauteilprüfung, bei der Aufklärung von Schadensfällen, als Werkzeug der Qualitätskontrolle und vorallem zur Wartung und Instandhaltung setzen wir zahlreiche zerstörungsfreie Prüfverfahren ein. Qualifiziert nach den Normen ISO 9712 und EN 4179 führen wir Prüf- und Inspektionsaktivitäten für nahezu alle Branchen einschließlich der Luftfahrt aus.

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Medizinprodukte

Bei der Zulassung und Entwicklung von Medizinprodukten unterstützen wir insbesondere mit Festigkeits- und Verschleißprüfungen von Gelenkendoprothesen, Osteosyntheseprodukten, Traumatologie-Produkten, chirurgischen Instrumenten und Hautklebern nach Norm- oder Sonderprüfverfahren.

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Schienenfahrzeuge

In unserem Prüf- und Entwicklungszentrum prüfen wir sämtliche Schienenfahrzeugkomponenten und Werkstoffe auf Festigkeit und Lebensdauer. In puncto Produkt- und Betriebssicherheit sowie Qualitätssicherung bündeln wir in unserem Haus die Kräfte aus den Bereichen Erprobung und Test-Design mit Messung, Berechnung, Simulation und Festigkeitsnachweis sowie Konstruktion.

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Automobile

Leistungsstark für jeden Fahrzeugtyp – unsere Festigkeitsversuche, Zulassungsversuche oder Entwicklungsversuche sind für die Überprüfung der Betriebsfestigkeit und Lebensdauer von Automobilbauteilen und -komponenten, medienführenden Systemen, elektrischen Komponenten sowie Werkstoffen nachweislich zuverlässig.

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Luftfahrt

Sei es für den Nachweis der Lebensdauer oder für die Zulassung des Flugzeugbauteils - im Sinne zuverlässiger Resultate prüfen, simulieren oder berechnen die IMA-Ingenieure jegliche Konstruktionsgruppen eines Flugzeuges wie z. B. Rumpfwerke, Tragwerke, Leitwerke, Fahrwerke und Triebwerke sowie Interieurkomponenten.

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Werkstoffdatenbanken

Die Datenbanken unserer WIAM®-Produktlinie stellen Werkstoffinformationen und Kennwerte bereit, welche für die Werkstoffauswahl, Konstruktion, Normung, Berechnung und Simulation zuverlässig genutzt werden. Der Datenpool greift auf Material- und Grundlagenversuche aus den letzten fünf Jahrzehnten zurück, und neue Werkstoffe werden systematisch integriert.

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Training und Seminare

Profitieren Sie von unserem branchenübergreifenden Know-How: In Schulungen und Seminaren direkt bei Ihnen im Unternehmen oder an unserem Standort erhalten Sie umfangreiches Fachwissen - von Lehrgängen für zerstörungsfreie Prüfung (ZfP/NDT) über die FKM-Richtlinie „Rechnerischer Festigkeitsnachweis von Maschinenbauteilen“ bis hin zu Software-Anwenderschulungen für WIAM® fatigue RIFEST.

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Software- und Softwarelösungen

Das Management von Daten und Dokumenten aus Prozessabläufen in den Bereichen Forschung und Entwicklung, Simulation und Berechnung, Labor, Qualitätsmanagement, Process Development und Produktionsplanung haben wir gelöst - mit den WIAM® Datenbanksystemen bieten wir passende Softwarelösungen mit flexiblen Datenstrukturen, Darstellungsmöglichkeiten und Auswertungen.

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Ob Maschinenbau, Metall- und Kunststoffindustrie, Energie- und Medizintechnik, Versicherungs- und Gutachterwesen, Schienenfahrzeugtechnik und andere Verkehrstechnikbranchen – unsere Materialographielabore bieten alle gängigen Untersuchungsmethoden an verschiedenen Materialien, von Stählen sowie Gusseisen, über Aluminium-, Kupfer- und Titanlegierungen und pulvermetallurgischen Werkstoffen bis hin zu Kunst- und Verbundwerkstoffen für klassische und neue Fertigungsverfahren, wie zum Beispiel der additiven Fertigung. Angefangen bei der Probenpräparation, über die Mikroskopie bis zur Materialanalytik – wir beurteilen für Sie den Materialzustand, die Oberflächen und Randschichten, die Fügeverbindungen und Bruchflächen. Im Rahmen ganzheitlicher Werkstoffbetrachtungen eröffnen wir Ihnen Möglichkeiten zur Betrachtung von Technologieparameter – Gefüge – Eigenschaftsrelationen, beispielsweise für die Optimierung Ihrer Fertigungstechnologien.

 

 

Probenpräparation

Grundlage für die Gefügecharakterisierung bildet eine sorgfältige Präparation. Hierfür ist höchste Genauigkeit, handwerkliches Geschick und Kunstfertigkeit erforderlich, die nur über langjährige fundierte Ausbildung und Übung erworben werden können. Nur so können die Eigenschaften des Materials unverfälscht ermittelt und beurteilt werden.

Unser mechanisches Fertigungszentrum ermöglicht es uns, Materialproben mit materialschonender Probenseparation und -präparation (z. B. Trennen, Einbetten, Schleifen und Polieren) entsprechend den Anforderungen und Spezifikationen herzustellen. Ganz gleich, ob es sich um hochfeste metallische Werkstoffe, Keramiken, Kunst- oder Verbundwerkstoffe handelt.

  • Nasstrenn- und Trennschleifverfahren
  • Wasserstrahlschneiden
  • Automatisierte Schleif-, Dreh-, Fräs- und Bohrverfahren
  • Erodieren
  • Reinigungsstrahlen
  • Kalt- und lichtaushärtende Einbettverfahren (randscharf)
  • Manuelle und automatische Schleif- und Polierverfahren
  • Klassische und moderne Ätzmethoden zur Gefügekontrastierung

 

 

Materialographie

Folgende materialographische und begleitende Prüfmethoden sind verfügbar, um Untersuchungen bezüglich der Werkstoffqualität, der Gefügeausbildung, der Oberflächen- und Randschichtstruktur, Schweißnahtqualität oder gegebenenfalls auch der Schadencharakteristika durchführen zu können. Darauf aufbauend beantworten wir Ihre Fragen zu den Themen Entwicklung, Qualitätssicherung oder Schadensaufklärung.

  • Licht- und Rasterelektronenmikroskopie inkl. EDX-Analyse
  • Beurteilung der Gefügeausbildung
  • Beurteilung der Oberflächen-, Trennschnitt-, Schweiß- bzw. Lötnahtqualität
  • Korngrößenbestimmung
  • Reinheitsgradermittlung
  • Schichtdickenmessung
  • Randschichtveränderungen (Auf- und Entkohlung, Alpha-case, Korrosion, Oxidation, Legierungsverarmung)
  • Ermittlung von Zellgrößen (PUR)
  • Bewertung von Homogenität und Rußverteilung (PE)
  • Rauheits- und Profilmessungen
  • Härteprüfung (Makro-/Kleinlast-/Mikro-)

Normen

Allgemeine Materialographie

ASTM E 3Standard Guide for Preparation of Metallographic Specimens
ASTM E 340Standard Practice for Macroetching Metals and Alloys
ASTM E 407Standard Practice for Microetching Metals and Alloys
DIN EN 3114-001Luft- und Raumfahrt – Prüfverfahren – Mikrogefüge Kneterzeugnisse von Titanlegierung (α + ß) – Teil 001: Allgemeine Anforderungen
DIN EN 3114-002Luft- und Raumfahrt – Prüfverfahren – Mikrogefüge Kneterzeugnisse von Titanlegierung (α + β) – Teil 002: Mikrogefüge von Stangen, Profilen, Schmiedevormaterial und Schmiedestücken

Randschichtveränderungen

ASTM E 1077Standard Test Methods for Estimating the Depth of Decarburization of Steel Specimens
DIN EN ISO 3887Stahl – Bestimmung der Entkohlungstiefe (ISO 3887:2003)
DIN EN 2003-009Luft- und Raumfahrt – Prüfverfahren – Titan und Titanlegierungen – Teil 009: Bestimmung der Oberflächenverunreinigung
ASTM F 2111Standard Practice for Measuring Intergranular Attack or End Grain Pitting on Metals Caused by Aircraft Chemical Processes

Schichtdickenmessungen

DIN EN ISO 1463Metall- und Oxidschichten – Schichtdickenmessung – Mikroskopisches Verfahren (ISO 1463:2003)
ASTM B 487Standard Test Method for Measurement of Metal and Oxide Coating Thickness by Microscopical Examination of Cross Section

Reinheitsgrad von Stählen

ISO 4967

(2013-07)

Stahl – Ermittlung des Gehalts an nichtmetallischen Einschlüssen – Mikroskopisches Verfahren mit Bildreihen

ASTM E 45

(2013)

Standard Test Methods for Determining the Inclusion Content of Steel

DIN 50602

(1985-09)

Metallographische Prüfverfahren; Mikroskopische Prüfung von Edelstählen auf nichtmetallische Einschlüsse mit Bildreihen

Bestimmung der Korngröße

DIN EN ISO 643

(2013-05)

Mikrophotographische Bestimmung der erkennbaren Korngröße (ISO 643:2012)

ASTM E 112

(2013)

Standard Test Methods for Determining Average Grain Size

Rauheitsmessungen und Profilometrie

DIN EN ISO 4287Geometrische Produktspezifikation (GPS) – Oberflächenbeschaffenheit: Tastschnittverfahren – Benennungen, Definitionen und Kenngrößen der Oberflächenbeschaffenheit
DIN EN ISO 4288Geometrische Produktspezifikation (GPS) – Oberflächenbeschaffenheit: Tastschnittverfahren – Regeln und Verfahren für die Beurteilung der Oberflächenbeschaffenheit
DIN EN ISO 13565-1Geometrische Produktspezifikationen (GPS) – Oberflächenbeschaffenheit: Tastschnittverfahren – Oberflächen mit plateauartigen funktionsrelevanten Eigenschaften – Teil 1: Filterung und allgemeine Messbedingungen
DIN EN ISO 13565-2Geometrische Produktspezifikationen (GPS) – Oberflächenbeschaffenheit: Tastschnittverfahren – Oberflächen mit plateauartigen funktionsrelevanten Eigenschaften – Teil 2: Beschreibung der Höhe mittels linearer Darstellung der Materialanteilkurve

Härteprüfung

DIN EN ISO 6506-1Metallische Werkstoffe – Härteprüfung nach Brinell – Teil 1: Prüfverfahren
ASTM E 10Standard Test Method for Brinell Hardness of Metallic Materials
DIN EN ISO 6507-1Metallische Werkstoffe – Härteprüfung nach Vickers – Teil 1: Prüfverfahren
ASTM E 384Standard Test Method for Microindentation Hardness of Materials
DIN EN ISO 6508-1Metallische Werkstoffe – Härteprüfung nach Rockwell – Teil 1: Prüfverfahren
ASTM E 18Standard Test Methods for Rockwell Hardness of Metallic Materials
DIN EN 2002-7Luft- und Raumfahrt – Metallische Werkstoffe; Prüfverfahren – Teil 7: Härteprüfung

 

 

Prüfung chemischer Zusammensetzungen

Unsere Materialographielabore verfügen über verschiedene Spektrometer, die der qualitativen und der quantitativen Elementanalyse dienen. Es besteht die Möglichkeit, Werkstoffe und Komponenten bezüglich der Werkstoffsorte zu identifizieren bzw. Elementgehaltsforderungen gemäß Norm beziehungsweise Spezifikation zu überprüfen. Mittels lokaler Analytik ist es beispielsweise möglich, einzelne Gefügebestandteile, Korrosionsprodukte, Betriebsmittelrückstände oder Verschleißpartikel zu analysieren.

  • Optische Emissionsspektroskopie (F-OES) für Stähle, Aluminium- und Kupferlegierungen (Co-, Ni-, Ti-Werkstoffe und Gusseisen auf Anfrage)
  • EDX-Analyse (lokale Elementanalyse) in Verbindung mit Rasterelektronenmikroskopie

 

 

Tribologische Prüfung

Das Reibungs- und Verschleißverhalten von Metallen, Keramiken, Kunst- und Verbundwerkstoffen sowie Beschichtungen kann die Funktionalität einer Komponente oder des kompletten Bauteils erheblich beeinflussen.

Unser Prüflabor ermittelt für Sie das Anwendungsverhalten der Prüfobjekte unter Berücksichtigung der technologischen Parameter sowie erreichbaren Werkstoffeigenschaften und berät Sie bei der Technologie-, Anwendungs- und Lebensdaueroptimierung Ihres Produktes. Dabei steht im Vordergrund, die wirkenden Verschleißmechanismen zu erkennen und in Modellprüfanordnungen die tribologischen Systeme nachzubilden. Hier variieren wir Beanspruchungsparameter wie Kraft, Geschwindigkeit, Temperatur, Zwischenstoff und Schmierstoff sowie Klima und erfassen die Messwerte mit umfangreicher elektronischer Messtechnik. Die Bewertung kann durch werkstoffanalytische und physikalische Verfahren begleitend unterstützt werden.

  • Prüfung des Abriebwiderstandes verschiedenster Materialien
  • Reibwertermittlung
  • Hochgeschwindigkeits-Abrasions-Prüfung
  • Bauteilorientierte Prüfeinrichtungen
  • Bewertung mittels Gravimetrie, Rauheits- und Profilmessungen
  • Oberflächen- und Gefügebeurteilung mit mikroskopischen Verfahren

Normen

 

DIN ISO 4649Elastomere oder thermoplastische Elastomere – Bestimmung des Abriebwiderstandes mit einem Gerät mit rotierender Zylindertrommel
ASTM F 1978Standard Test Method for Measuring Abrasion Resistance of Metallic Thermal Spray Coatings by Using the Taber Abraser

 

 

 

Korrosionsprüfung

Umwelteinflüsse und chemische Belastungen bei der Herstellung und Anwendung Ihrer Materialien und Komponenten können die Qualität der Produkte beeinträchtigen. In unserem Prüflabor ermitteln wir die Belastbarkeit der Prüfobjekte unter Real- und Extrembedingungen nach allgemein anerkannten Normen oder Ihren individuellen Vorgaben.

  • Prüfung der Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion für Stähle (Huey-Test, Strauß-Test) und Aluminium-Werkstoffe (ASSET-Test)
  • Prüfung der Beständigkeit gegen Schichtkorrosion (Exfoliation) für Aluminium-Werkstoffe (NAMLT-Test)
  • Prüfung der Beständigkeit gegen interkristalline und/oder Lochkorrosion für Metalle der Luftfahrtindustrie
  • Mechanisch-technologische Prüfungen unter Medieneinfluss
  • Bewertung mittels Gravimetrie, Rauheits- und Profilmessungen
  • Oberflächen- und Gefügebeurteilung mit mikroskopischen Verfahren

 

Normen

 

DIN EN ISO 3651-1Ermittlung der Beständigkeit nichtrostender Stähle gegen interkristalline Korrosion – Teil 1: Nichtrostende austenitische und ferritisch-austenitische (Duplex-) Stähle; Korrosionsversuch in Salpetersäure durch Messung des Massenverlustes (Huey-Test)
DIN EN ISO 3651-2Ermittlung der Beständigkeit nichtrostender Stähle gegen interkristalline Korrosion – Teil 2: Nichtrostende austenitische und ferritisch-austenitische (Duplex)-Stähle; Korrosionsversuch in schwefelsäurehaltigen Medien, Verfahren A (Moneypenny-Strauß-Test), B und C
ASTM G 66Standard Test Method for Visual Assessment of Exfoliation Corrosion Susceptibility of 5XXX Series Aluminum Alloys (ASSET-Test)
ASTM G 67Standard Test Method for Determining the Susceptibility to Intergranular Corrosion of 5XXX Series Aluminum Alloys by Mass Loss After Exposure to Nitric Acid (NAMLT-Test)
ASTM F 2111Standard Practice for Measuring Intergranular Attack or End Grain Pitting on Metals Caused by Aircraft Chemical Processes