Schadensanalysen an Metallen

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Wir beantworten Ihre Fragestellungen, die sich durch Ausfälle im Betrieb oder in der Qualitätssicherung von Prozessen der industriellen Fertigung ergeben. Die fundierte Aufklärung von Schadensfällen an metallischen Werkstoffen und Bauteilen ist am Fraunhofer IWM fest etabliert. Für Ihre individuelle Aufgabe stellen wir ein kompetentes Team zusammen, das mit Ihnen zusammen die nächsten Schritte erörtert, um zu einer effektiven Problemlösung zu gelangen. Wir wissen, wie wichtig der Zeitfaktor bei der Aufklärung von Schadensfällen für Sie ist, und bearbeiten jedes Projekt flexibel, vertraulich und kundenorientiert. Auf der Basis Ihrer Aufgabenstellung und eines unverbindlichen Beratungsgespräches erhalten Sie von uns kurzfristig ein Angebot.

In den wenigsten Fällen führt ein einzelnes Ereignis zum Bauteilschaden - in der Regel wirken mehrere Faktoren zusammen. Bei unseren Schadensanalysen betrachten wir darum nicht nur das aktuelle Schadensbild sondern analysieren auf Wunsch das gesamte Umfeld wie den Werkstoff, die Prozesskette und die Einsatzbedingungen. Wir betrachten dabei die wesentlichen mechanischen, thermischen, korrosiven und tribologischen Einflussfaktoren. Überzeugen Sie sich von unseren Kompetenzen und lassen Sie uns gemeinsam eine maßgeschneiderte Lösung für Ihre Fragestellung finden.

 

Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IWM

 

Auf dieser Seite:

Beispiele für Schadensfälle, die uns beschäftigen

Mögliche Auslöser für Bauteilschäden, die wir untersuchen

Unsere Leistungen

Spezielle Themen im Zusammenhang mit Schadensfällen

Beispiele für Schadensfälle, die uns beschäftigen

Überprüfung von Bauteilen und Werkstoff auf Einhaltung von Spezifikationen und Normen.

Ursachenforschung, wenn Bauteile nicht mehr die Fertigungsvorgaben erfüllen

Bewertung von Bauteilschäden (Lager- , Getriebe, Zahnradschäden, Schweißnahtfehler, …) und Klärung, ob ein Fertigungs- und/oder ein Anwendungsfehler vorliegt

Aufklärung von Korrosionsursachen (Werkstoff, Werkstoffpaarung, Medienkontakt, …)

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Mögliche Auslöser für Bauteilschäden, die wir untersuchen

Fehlerhaft ausgeführte Wärmebehandlungen, die beispielsweise bei Zahnrädern zu erhöhten Verschleiß oder Ausbrüchen an der Oberfläche bis hin zum Abscheren ganzer Zähne führen.

Bindefehler oder Heißrisse bei Schweißverbindungen, durch die es unter Betriebsbelastungen zu Ermüdungsrisswachstum kommt.

Gefügeveränderungen in der Wärmeeinflusszone (WEZ) von Aluminiumlegierungen, die die mechanischen Eigenschaften lokal herabsetzen.

Fehler in der Prozessführung beim Einsatzhärten von Stählen oder beim galvanischen Aufbringen von Schichten, die Wasserstoffversprödung und Brüche zur Folge haben.

Ungünstige Werkstoffpaarungen, die durch direkten Kontakt (wie eine Kombination von Stahl/Aluminiumlegierung) einen vorzeitigen Ausfall eines Bauteils durch Kontaktkorrosion verursachen.

Ungünstige Werkstoffauswahl, die unter Einsatzbedingungen zu Lochfraß führt

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Unsere Leistungen

Kurzfristige, schnelle Bearbeitung und Aufklärung von Schadensfällen

In dringenden Fällen liefern wir Ihnen bei fehlerhaften oder ausgefallenen Bauteilen kurzfristig Entscheidungshilfen, basierend auf einer fundierten Bewertung mittels spezifischer Analyseverfahren.  

Schadensaufklärung in Verbindung mit Verbesserungen im Werkstoff und im Prozess

Im Rahmen mittelfristiger Projekte können wir Ihnen durch die Bewertung Ihrer Prozesskette und unter Berücksichtigung der verwendeten Werkstoffe zusätzlich zu einer reinen Schadensanalyse Verbesserungsvorschläge für die Steigerung der Produktqualität liefern.

Vertretung vor Gericht und/oder hohe Schadenssumme

Größere Schadensfälle bzw. Schäden an Großserienprodukten sind meist mit hohen Kosten sowie Gerichtsverhandlungen verbunden. Hier unterstützen wir Sie durch die Erstellung fundierter Gutachten bzw. Gegengutachten und treten als Sachverständige für Sie vor Gericht auf.

Der Schadensfall als Chance für Innovation

Die Aufklärung einer Ausfallursache hilft Ihnen nicht nur diese künftig zu vermeiden, sondern kann auch neue Ansätze für innovative Produktideen generieren. Unseren Spezialisten unterstützen Sie gerne bei der Bewertung Ihrer Projektideen mittels Werkstoff-, Bauteil- und Beanspruchungs-Simulationen.

Bei allen Fragestellungen kommt unsere umfangreiche Expertise zur Werkstoffcharakterisierung und Werkstoffanalytik zum Tragen:

Gefügebewertung

Härtemessungen

Werkstoffanalyse

Rissprüfung

Rissbewertung und Bruchflächenbewertung (Fraktografie)

Oberflächenanalytik

Werkstoffcharakterisierung und Bauteilcharakterisierung (mechanisch, bruchmechanisch, thermisch)

Eigenspannungsanalyse (röntgenographisch, Bohrloch-Methode)

Bauteilsimulation (mechanisch, bruchmechanisch, thermisch)

Lebensdauervorhersage

Schweißsimulation und Schweißnahtoptimierung

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Wasserstoffversprödung metallischer Werkstoffe

Atomarer Wasserstoff ist in der Lage, die Zähigkeit metallischer Werkstoffe entscheidend zu reduzieren. Dies kann zu unerwartetem Versagen von Bauteilen und Komponenten führen. Das Risikopotential geht dabei zumeist vom diffusiblen Anteil des Wasserstoffs aus. Um die Auswirkung von Wasserstoff auf das Werkstoff- und Bauteilverhalten mittels numerischer Simulation vorhersagen zu können, bestimmen wir die Abhängigkeit der Wasserstoff-Diffusionskonstanten vom Gefügezustand der mechanischen Spannung und der Temperatur. Die Auswirkung von Wasserstoff auf die mechanischen Kennwerte metallischer Werkstoffe wird darüber hinaus durch in-situ Wasserstoffbeladung in speziellen Zugprüfmaschinen untersucht und bewertet.

Eigenspannungsanalysen

Das Betriebsverhalten von Bauteilen wird oft entscheidend vom Eigenspannungszustand oberflächennaher Bereiche bestimmt, da dort Korrosion und Verschleiß und die mechanischen und thermischen Beanspruchungen meist am höchsten sind. Zur Ermittlung von Eigenspannungen setzen wir zerstörungsfreie Röntgenbeugungsverfahren oder teilzerstörende Verfahren wie das Bohrlochverfahren ein. In Kombination ist eine ökonomische und gesicherte Bewertung von Bauteilrandschichten möglich, auch an großen Bauteilen und vor Ort oder mit höchster Ortsauflösung im Labor. Die Verfahren werden stetig weiter entwickelt und durch neue Entwicklungen ergänzt.

Bewertung von Schweißnähten

Das Schweißen gehört zu dem am häufigsten in der Industrie eingesetzten Fügeverfahren. Schweißnahtgeometrie, Schweißnahtmorphologie, Gefügeausbildung im Schweißgut und der Wärmeeinflusszone, Bindungsfehler, Heiß- und Kaltrisse sind typische Qualitätsmerkmale die mittels Licht- und Rasterelektronenmikroskopie bewertet werden können.

Mikrostruktur-Eigenschaftsbeziehungen in umgeschmolzenen Randschichten

Die Oberfläche eines Bauteils ist in vielen Fällen maßgebend für sein Einsatzverhalten und kann auf verschiedene Arten modifiziert werden. Durch ein neues Verfahren, dem Laserumschmelzen von Randschichten, können Oberflächen feinpoliert oder sogar strukturiert werden. Je nach Einstellen der Laserparameter werden auch die mechanischen Eigenschaften der Randschicht verändert. Der Einfluss von Prozessparametern auf Eigenspannungen, Härte, Kohlenstoffgehalt wurde eingehend untersucht. Durch eine günstige Wahl der Prozessparameter können beispielsweise gezielt Druckspannungen in der Oberfläche eingestellt werden mit einer hohen Härte der Randschicht. Dies ist vor allem für tribologische Beanspruchungen vorteilhaft.

Korrosion in Salzschmelzen

Angetrieben durch die langfristig erforderliche Nutzung erneuerbarer fluktuierender Energiequellen investiert das Fraunhofer IWM in die Entwicklung von Bewertungs- und Qualifizierungskonzepten für Materialien in Hochtemperaturspeichern Solarthermischer Kraftwerke auf Salzsschmelzenbasis (TES Thermal Energy Storage, CSP concentrated solar power plants).