Techniklexikon

Werkstoffprüfung

Ermittlung der mechanischen, physikalischen und chemischen Eigenschaften von Werkstoffen sowie die Untersuchung gefertigter Teile in bezug auf diese Eigenschaften. Diese Aufgaben werden von staatlichen Instituten und Laboratorien in Industriebetrieben und Forschungsstätten wahrgenommen. An Werkstoffproben, die oft direkt von Halbzeugen abgeschnitten werden, wird im allgemeinen die Festigkeit des Materials im Verlaufe von Zug-, Biege-, Torsionsversuchen etc. ermittelt, wobei sie bis zur Zerstörung beansprucht werden. Zur Überprüfung der Materialzusammensetzung und seiner Struktur stehen chemische und mikroskopische Verfahren zur Verfügung. Prinzipiell sind zerstörende und zerstörungsfreie Prüfverfahren zu unterscheiden. Zerstörungsfrei arbeitet manu. a. mit Röntgenstrahlung und Ultraschall (Schall), wobei es stets darum geht, dem Auge verborgene Unregelmäßigkeiten und Risse im Material aufzuspüren. Derartige Prüfungen können an Halbzeugen und an bereits genutzten Maschinenteilen nötig werden. Neben statisch (Mechanik) wirkenden Prüflasten (Last) können dynamische aufgebracht werden, mit denen die sog. Dauerstandsfestigkeit von Prüfkörpern oder Originalteilen dadurch festgestellt wird, daß diese eine Zeitlang mit wechselnden Lasten beaufschlagt werden. Grundsätzlich können alle Eigenschaften, die ein Material auszeichnen und die bei seinem Einsatz erfüllt sein müssen, überprüft werden, also auch seine Korrosionsbeständigkeit (Korrosion) z. B. Die W ist eine der Grundvoraussetzungen für verläßliche technische Produkte. Festkörperphysik, Untersuchung von Werkstoffen auf ihre Eignung für die verschiedensten Verwendungszwecke. Neben den Festigkeitseigenschaften spielen die für die Verarbeitung massgebenden technologischen Eigenschaften sowie die physikalischen und chemischen Eigenschaften ein grosse Rolle. In der Werkstoffprüfung ist es deshalb wichtig, die einzelnen Eigenschaften nicht nur laufend zu prüfen und gegebenenfalls zu überwachen, sondern auch durch Aufstellung von Normen Grenzen festzulegen, innerhalb derer diese bei bestimmten Prüfmethoden liegen müssen.

Die verschiedenen Eigenschaften werden mit unterschiedlichen Prüfverfahren untersucht, und man kann folgende Einteilung vornehmen:

1) Bestimmung des Festigkeitsverhaltens durch mechanisch-technologische Verfahren, wie Prüfung der elastischen und plastischen Eigenschaften bei einsinniger und wechselnder Beanspruchung, Aufstellung von Kriechkurven, Prüfung der Oberflächeneigenschaften (Härte, Verschleiss, …), Untersuchung des Formänderungswiderstandes und der Verformungsfähigkeit.

2) Bestimmung der physikalischen Eigenschaften wie Dichte, spezifische Wärmekapazität, Wärmeleitfähigkeit, thermisches Verhalten, elektrische Leitfähigkeit, magnetische Suszeptibilität und optisches Verhalten.

3) Metallographische Untersuchungen zur Bestimmung der strukturellen Eigenschaften wie Kristallbau, Gefügebau usw.

4) Bestimmungen der chemischen Eigenschaften wie Zusammensetzung (chemische Analyse) und Korrosionsverhalten.

5) Bestimmung von inneren Spannungen und Werkstoffehlern durch zerstörungsfreie Prüfungen mit Röntgenstrahlen, Ultraschall oder durch Zerstörung des Werkstücks für optische Untersuchungen.

6) Schadensuntersuchungen; hier werden die Ursachen für das Versagen eines Werkstücks ermittelt.

Für die Normung der Prüfverfahren wurde der Fachnormenausschuss Materialprüfung (FNM) im deutschen Normenausschuss gebildet. Von ihm werden die einzelnen Normen ausgearbeitet.