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1.1165 G28Mn6 kl 1.1165 | G28Mn6 mit Aufpanzerung
Karbidreiche Aufpanzerung (18% Cr, 6% Nb) auf einer Baggerschaufel aus 1.1165. Das Gefüge enthält NbC- und M7C3-Primärkarbide in M7C3-Austenit-Eutektikum. Auf eine weiche Zwischenschicht wurde verzichtet, die hellere Zone rechts (vielleicht eine Zündstelle) ist lediglich wiederaufgeschmolzen und feiner erstarrt. Die Risse in der Aufpanzerung setzen sich nicht in den Grundwerkstoff fort.
1.2343 1 kl 1.2343 | X38CrMoV5-1
Härterissbildung an einem schroffen Querschnittsübergang führte zu vorzeitigem Versagen eines Bauteils einer Kunststoffspritzgussmaschine.Da die scharfe Kerbe konstruktiv bedingt ist, liegt kein Wärmebehandlungsfehler vor. Das Grundgefüge besteht aus einem ferritfreien Vergütungsgefüge.
1.2379 unzureichender Verschmiedungsgrad kl 1.2379 Schmiedefehler
Befund: Ursache der Rissbildung in der Auftragsschweißung liegt an nicht zusammengeschmiedeten Lunkerresten des Grundmaterials.
X20Cr13 gasnitriert SF kl 1.4021 | X20Cr13 gasnitriert
Schwingbruch an einem nicht abgedeckten sondern mit nitrierten Gewinde. Das Grundgefüge ist geglüht; Bainit (Ferrit) mit kugeligem Zementit. Die Kernhärte beträgt 270 HV0,5.
1.4823 Stahlguss Mittellinienlunker kl 1.4823 | GX40CrNiSi27-4 Mittellinienlunker
Der Roststab weist einen Mittellinienlunker auf, der ein feines, mehr oder weniger zusammenhängendes Hohlraumnetzwerk bildet. Davon ausgehend ist das Bauteil im Betrieb entlang der Rippe gerissen.
1.4837 GX40CrNiSi25_12 Heißkorrosion kl 1.4837 | GX40CrNiSi25-12 Heißkorrosion mit Sulfatschmelze
Der hitzebeständige Stahlguss wurde im Test mit K2SO4 (Schmelzpunkt 1069°C) beaufschlagt und an Luft bis 1100°C aufgeheizt. Neben der oberflächlichen Oxidation von vorrangig Chrom und Silizium kommt es durch die Sulfatschmelze zur Bildung von Chromsulfiden mit Anteilen von Eisen- und Mangansulfid.
1.4938 Legierungsmitteleinschluesse kl 1.4938 | X12CrNiMoV12-3 Legierungsmitteleinschlüsse
In diesem hochwarmfesten martensitisch-korrosionsbeständigen Stahl wurde eine dünne ausgewalzte Zeile mit Karbiden in ferritischer Matrix gefunden. Eine REM-Untersuchung zeigt deutliche Konzentrationsunterschiede zur Matrixzusammensetzung, so dass hier auf eine nicht vollständig aufgelöste Vorlegierung geschlossen werden kann. Diese wurde im nachfolgenden Walzprozess zu einer langen, dünnen Zeile ausgewalzt.
1.6565 Prall Hammerwelle 1 kl 1.6565 Gebrochene Welle einer Prall-Hammermühle
Die Gefügeaufnahmen zeigen eine gebrochene Welle einer Prall-Hammermühle aus 1.6565, induktionsgehärtet. Makroskopisch sind zahlreiche Risse im Bereich des Lagersitzes mit lokalen Oberflächenausbrüchen zu erkennen. An der Oberfläche hat sich eine in der Dicke schwankende Neuhärtungszone ausgebildet. Diese lässt sich nur schwach anätzen und bleibt fast weiß. Dies gab der weißen Schicht den Namen – die sog. WEA (White Eatching Area). Es handelt sich hierbei um Reibmartensit (tetragonaler Martensit). Dieser entseht durch extreme Reibung, wie Sie beispielsweise durch Schlupf im Lagersitz entstehen kann. Die Härte dieser WEA beträgt 761HV0,5. Diese dünne und harte Schicht ist sehr spröde. Anrisse in der WEA wirken als scharfe Kerbe, welche aufgrund der hohen dynamischen Belastungen in einen sehr kleinen Schwingbruchbereich münden. Die Restbruchfläche beträgt ca. 95% des Wellenquerschnitts. Unterhalb der WEA schließt sich ein Bereich an, der aufgrund der Wärmeeinwirkung (Reibung) angelassen wurde. Hier fällt die Härte der induktionsgehärteten Randzone auf 473HV0,5 ab. Die Härte der darunterliegenden, unbeeinflussten Induktionshärteschicht beträgt ca. 500 HV. Das Grundgefüge besteht überwiegend aus Perlit mit teils eingeformtem Zementit (249HV0,5).
1.6759 Wasserstoffversproedung 1 kl 1.6759 | G18NiMoCr3-6 
Ein durch Wasserstoff verursachtes Fischauge erscheint makroskopisch als kreisrunde glatte Bruchfläche. Im Zentrum liegt immer eine Fehlstelle wie z.B. ein Schlackeneinschluss oder im vorliegenden Fall ein Mikrolunker, in dem sich der Wasserstoff ansammeln konnte. Das topographische Bruchaussehen des Fischauges ist eine fein gefiederte, transkristalline Sprödbruchfläche. Die Bildung des Fischauges beginnt, sobald der Werkstoff über die Fließgrenze hinaus belastet wird. Außerhalb des Fischauges liegt eine gesunde Wabenbruchstruktur vor.
1.7131 16MnCr5 Schmiedefalte Buchse kl 1.7131 | 16MnCr5 Schmiedefalte in einsatzgehärteter Buchse
Am geschmiedeten und einsatzgehärteten Bauteil setzt sich ein Riss fort, dessen Ausgang eine Materialfaltung an der Bauteiloberfläche war (Schmiedefalte).
Al Stangpressprofil kl Al-Strangpressprofil mit vermeintlichem Pressfehler
In einem massiveren Al-Strangpressprofil wurden nach dem Trennen mit der fliegenden Säge makroskopische Auffälligkeiten auf der Schnittfläche sichtbar. Vermutet wurde ein Fehler im Strangpressprofil (Pressfehler). Die metallographische Untersuchung zeigt in der Oberfläche steckende Hartmetallkörner, die vom Sägeblatt stammen.
Heizwendel kl Backofen-Heizwendel
Die Unterhitze eines Backofens war nach ca. 8 Jahren ausgefallen. Beim Ausbau stellte sich das Außenrohr als x-fach gebrochen und fast durchoxidiert heraus; das Isoliermaterial ließ sich leicht herausbröseln. Die Ummantelung aus austenitischem rostfreiem Stahl enthält nur noch mittig eine dünne Lage Metall. Der Heizdraht besteht aus einer Ni-Basislegierung mit ca. 28% Chrom.
Betonrippenstahl SD40 kl Betonrippenstahl SD40 | C=0,25%
Die Herstellung erfolgte als Stranggussblock mit ca. 150x150 mm, welcher im Anschluss direkt gewalzt wurde. Aus der Walzhitze heraus wird die Randzone abgeschreckt. Die noch vorhandenen Resthitze des Kerns lässt die gehärtete Randzone wieder an. Manche Profile weisen Längsrisse auf; die vorgeschriebene Mindestfestigkeit von 400 MPa wird jedoch immer sicher erreicht. Die ungeätzten Aufnahmen zeigen neben einem Riss eine (weitere) nichtmetallische Einschlusszeile. Mittels EDX-Analyse wurden diese als Eisenoxid sowie Aluminium-(Mg)-Oxid identifiziert. Aufgrund der runden Form ist eine Zundereinwalzung ausgeschlossen. Rissverursacher ist also das Stahlwerk und nicht das Walzwerk.
Gebaeckzange kl Bruch einer Gebäckzange
Die Gebäckzange (Silber mit ca. 13% Cu), vermutlich weit über 50 Jahre alt, wurde zum Ausdrücken von Teebeuteln zweckentfremdet ;-) und brach dabei schließlich. Der dunkle Teil der Bruchfläche zeigt einen älteren Anriss an, dick überzogen mit Sulfid. Ein weiterer Anriss wurde gewaltsam geöffnet (Bilder 4 und 5). Im frischen Bruchanteil fallen zahlreiche Lunker auf, dazwischen frischer duktiler Gewaltbruch.
Bruch Stechbeitel kl Bruch eines Stechbeitels
Dem antiken Werkzeug brach nach (schätzungsweise) über 50 Jahren ein Teil der Spitze ab, wobei ein älterer Längsriss zutagetrat, der möglicherweise auf eine Schlackezeile zurückgeht. Der Bruch erfolgte überwiegend als spröder Korngrenzenbruch mit nur vereinzelt duktilem Gewaltbruch. Der Stahl enthält ca. 0,8% Kohlenstoff und 0,1% Phosphor. Das Gefüge ist martensitisch (700 HV0,5), die ehemalige Austenitkorngröße liegt bei ca. 20 µm.
Drahtseil TiC kl Drahtseil Reibmartensit
Dieses gebrochene Drahtseil weist an der Oberfläche eine WEA (White Eatching Area) auf. Die WEA kann entstehen, wenn das Drahtseil beispielsweise unter Belastung über eine scharfe Kante gezogen wird. Die WEA ist Ausgangspunkt für einen Riss. Das Grundgefüge weist ein typisches, patentiertes Gefüge auf. Im ungeätzten Zustand ist ein unerwünscht langer nichtmetallischer Einschluss vorhanden.
Kunststoffhebels Korkenzieher kl Ermüdungsbruch eines Kunststoffhebels
Der Hebel eines Weinflaschenöffners brach nach ca. 20 Jahren. Die stereomikroskopischen Aufnahmen der Bruchfläche deuten einen Ermüdungsbruch mit separaten Anrissen von drei Ecken an, wo der 90°-Winkel nur von einem kleinen Radius abgemildert wird. Der tatsächliche Restgewaltbruchanteil ist unklar. Im REM sieht man bei hoher Vergrößerung überall Wabenbruch, im Bereich der eindeutigen Ermüdungsanrisse sind die Waben nur flacher und feiner ausgebildet.
Druckfeder Einschluesse kl Fertigungsfehler an einer Feder
Befund: Randeinschlüsse, vermutlich Strahlmittel.
Gewaltbruch Grauguss GJL200 kl Gewaltbruch in Grauguss GJL200
Der Riss erfolgt bevorzugt entlang der Graphitlamellen, die innere Kerben im Gefüge darstellen. In REM-Aufnahmen der Bruchfläche dominiert die Struktur der Graphitlamellen, dazwischen ist Gewaltbruch der perlitischen Matrix zu sehen.
Kaltlaufstellen EN AC-4300_AlSi10Mg Druckguss kl Kaltlaufstellen in EN AC-4300 | AlSi10Mg Druckguss
Kaltlaufstellen sind Gießfehler, die z.B. bei zu langsamer Formfüllung entstehen, wenn Schmelze erstarrt und danach noch einmal durch nachströmende Schmelze verwirbelt wird. Die feinen Oxidhäute führen im Bauteilinneren zu Materialtrennungen bis hin zu Rissen, an der Oberfläche zu feinen Schuppungen.
Risse in EN AW-2007 AlCu4PbMg kl Risse in EN AW-2007 | AlCu4PbMg durch gehäufte und grobe Ausscheidungen
In den aus stranggepresstem Stangenmaterial (Halbzeug) gedrehten Bauteilen kam es bei der mechanischen Bearbeitung zu axialen Rissen. Diese folgen den ausgeprägten Zeilen von intermetallischen Al-Cu-Fe-Mn-Phasen, die teilweise auch noch sehr grob vorliegen. Im Vergleichsbauteil einer guten Charge sind die Ausscheidungen feiner zertrümmert und gleichmäßiger verteilt. Die Zusammensetzung beider Chargen liegt innerhalb der Spezifikation, die gerissene Probe enthält aber etwas mehr Cu, Fe, Si und Mg und ist zudem härter. Schadensursache ist vermutlich ein zu geringer Verformungsgrad beim Strangpressen und/oder zu große Seigerungen im Strangpressblock.
Schwingbruch vs Gewaltbruch AlSi7Mg kl Schwingbruch vs. Gewaltbruch in AlSi7Mg
In diesem Schliff aus einem AlSi7Mg-Sandgussteil wurden Gewaltbruchflächen und Ermüdungsanrisse geschnitten. Während die Schwingungsrisse geradlinig und transkristallin verlaufen, folgt der Gewaltbruch bevorzugt dem interdendritischen Al-Si-Eutektikum.
Stahlträger S275 Brandschaden kl Stahlträger S275  Brandschaden
Nach dem Brand einer Halle sollte geprüft werden, ob die Stahlträger durch den Hitzeeinfluss geschädigt wurden. Die Entnahmeorte der Proben wurden vom Brandsachverständigen festgelegt. Die Streckgrenze liegt mit im Mittel 285 MPa über dem geforderten Mindestwert. Im Gefüge ist auch unter der Zunderschicht keine Beeinträchtigung (z.B. Kornwachstum, Einformung des Perlits, Randentkohlung) festzustellen. Die Trägerkonstruktion kann also weiter verwendet werden.
Anhängerkupplung Schwingbruch kl Schwingbruch einer Anhängerkupplung
Schwingbruch durch einseitige Biegung. Die Anhängerkupplung wies nach jahrzentelangem harten Einsatz erhebliche Verschleißerscheinungen an der Kugel auf und hätte schon längst erneuert werden müssen. Am Bruchausgang lagen Scheuerstellen vor, wie sie beispielsweise durch ein Stahlseil verursacht werden konnten.
Schwingbruch AlSi9Cu3(Fe)-Sandguss kl Schwingbruch in AlSi9Cu3(Fe)-Sandguss
Das Sandguss-Bauteil aus AlSi9Cu3(Fe) (Prototyp) ist im Test gebrochen, mehrere separate Schwingungsrisse gingen von Lunkern und Gasblasen aus. Ungewöhnlicher Schwingbruch ohne Schwingstreifen, aber deutlicher Unterschied zum (meist duktilen) Restgewaltbruch.
Tauchrohr Zementindustrie kl Tauchrohr aus der Zementindustrie
Das Rohr aus 1.4740 mod. (weniger C, mehr Cr) wurde massiv aufgestickt. Im gesamten Querschnitt haben sich Aluminium- und Chromnitride gebildet. Nahe der Oberfläche wurden primäre Chromkarbide
erst in Chromnitrid Cr2N, dann in das stickstoffreichere CrN umgewandelt. Direkt unter der Oberfläche wurden die Chromnitride schließlich zugunsten von Oxidation und Sulfidierung aufgelöst. Silizium und Chrom werden bevorzugt oxidiert.
Tauchstab 1.4832 GX25CrNiSi20-14 kl Tauchstab aus 1.4832 | GX25CrNiSi20-14 mit Zinkschmelze
Der Stahl reagiert oberflächlich mit dem Zinkbad, das auch etwas Al enthält, und löst sich mit der Zeit darin. In der anhaftenden und z.T. rissartig eingedrungenen Zinkschmelze hat sich eta-Fe2Al5 - hier eigentlich Fe2(Al,Zn)5 - ausgeschieden.
Haerteriss Schraube kl Wärmebehandlungsfehler an einer Schraube
Befund: Härteanriss. Lokal begrenzte Verzunderung und Entkohlung der Bruchfläche im oberflächennahen Bereich.
Warmriss Rotgussfitting kl Warmriss in Rotgussfitting
Rotgussfitting (5% Zn, 4% Sn, 2% Pb) mit Warmriss. Die Flanken der klaffenden Risse weisen das gleiche dendritische Erstarrungsprofil auf wie Lunker.
Wasserstoffversproedung Sicherungsscheibe kl Wasserstoffversprödung in Sicherungsscheibe
Mehrere der gehärteten und galvanisch verzinkten Bauteile brachen bei der Montage. Im REM findet man den für Wasserstoffversprödung typischen spröden Korngrenzenbruch, gemischt mit zähem Wabenbruch, vereinzelt auch klaffende Korngrenzen und Krähenfüße. Aus der Härte von 550 HV0,5 lässt sich eine Zugfestigkeit von ca. 1800 MPa abschätzen. Bei einer so hohen Festigkeit sind schon sehr kleine Wasserstoffgehalte kritisch.
WEA 1 kl WEA White Etching Area
Diese nicht anätzbaren weißen Schichten bestehen aus tetragonalem (also nicht angelassenem) Martensit und werden auch als Schleifbrand bezeichnet. Diese Zonen treten auch bei Wälzlagern auf, gerne in unmittelbarer Nähe von oxidischen Einschlüssen. Ursachen für diese Zone können sein:
Schleifbrand, zu hohe Flächenpressung, durchrutschender Lagersitz, aneinanderscheuerndes Drahtseil ("siehe FB neu"). Mit unserem Nanoindenter sind wir in der Lage, die Härte dieser Zone zu quantifizieren.

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