Welche Prüfmethoden werden zum Nachweis von Splitterfehlern in Einkristallgussstücken verwendet?

Zerstörungsfreie Oberflächenprüfung

Splitterfehler bilden sich typischerweise als dünne, plattenförmige, oberflächennahe fehlorientierte Körner. Zerstörungsfreie Prüfverfahren (ZfP) wie die Eindringprüfung (PT) und die Sichtprüfung sind oft die ersten Schritte zur Identifizierung dieser Fehler. PT ist besonders effektiv, da Splitter häufig nahe der Gussstückoberfläche auftreten und feine, rissähnliche Anzeigen erzeugen, die Eindringmittel festhalten. Während PT die interne kristallografische Fehlorientierung nicht quantifizieren kann, ermöglicht sie die Früherkennung von oberflächenbrechenden Splittern in Bauteilen, die durch Einkristallguss hergestellt wurden.

CT- und radiografische Methoden

Die Computertomographie (CT) ist eines der effektivsten ZfP-Werkzeuge zum Nachweis von unter der Oberfläche oder teilweise eingebetteten Splitterfehlern. Splitter erzeugen dichte- oder orientierungsbedingte Diskontinuitäten, die CT als dünne, unregelmäßige Merkmale nahe der Formwandgrenze auflösen kann. Im Vergleich zur konventionellen Radiografie bietet CT eine dreidimensionale Visualisierung, die es Ingenieuren ermöglicht, die Verteilung, Ausdehnung und Tiefe des Splitters zu bestimmen. Die radiografische Prüfung kann auch ausgeprägte Splitter erkennen, aber CT bietet eine deutlich höhere Kontrast- und Ortsauflösung.

EBSD zur mikrostrukturellen Verifizierung

Elektronenrückstreubeugung (EBSD) ist für die Bestätigung von Splitterfehlern unerlässlich, da sie die kristallografische Orientierung direkt abbildet. Wenn ein Splitter vermutet wird, zeigt EBSD scharfe Orientierungsdiskontinuitäten zwischen dem ursprünglichen Einkristall und dem fehlorientierten Korn. Diese Methode ist besonders nützlich, um zweifelhafte ZfP-Anzeigen zu validieren und Splitter von harmlosen Oberflächenmerkmalen zu unterscheiden. EBSD wird typischerweise nach der Probenpräparation durchgeführt, was sie zu einer zerstörenden, aber definitiven Form der mikrostrukturellen Analyse macht.

Integration der Werkstoffprüfung

Fortschrittliche Charakterisierungsdienstleistungen – wie Werkstoffprüfung und -analyse – unterstützen die Splittererkennung durch Metallografie, REM-Abbildung und Mikrohärtekartierung. Diese Methoden helfen, die Splitterdicke, Wachstumsrichtung und damit verbundene dendritische Störungen zu quantifizieren. Obwohl zerstörend, liefern sie unverzichtbare Daten für die Ursachenanalyse und Prozessoptimierung.