DE1573580C - Verfahren und Vorrichtung zur zer störungsfreien mikrographischen Untersu chung von metallischen Stoffen durch Zinn Blei Reproduktionsplatten - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zur zerstörungsfreien mikrographischen Untersuchung von metallischen Stoffen, deren Oberfläche normal wie für mikroskopische Untersuchungen gesäubert ist, durch Reproduktionen.

In wenigen Jahren hat sich die metallurgische Untersuchung durch Reproduktionen von Fertigstücken oder von sich noch in Bearbeitung befindliehen Stücken mit besonderem Erfolg durchgesetzt.

Diese Tatsache ist darauf zurückzuführen, daß die durch Reproduktion erhaltenen Ergebnisse im wesentlichen die gleiche Gewähr bieten, wie die durch zerstörende Untersuchungen; die Reproduktionstechnik erlaubt außerdem eine Untersuchung an mehreren Stellen und eine Wiederholung der Prüfung auf allen hefgestellten Stücken. .

Metallische Reproduktionen durch elektroly tischen Niederschlag, die zur Durchführung und Abnahme mindestens 60 bis 90 Minuten für jede Reproduktion und eine nicht einfache und-nicht leicht handhabbare Einrichtung erfordern, sind bereits bekannt.

Die üblich angewandten Kunststoffreproduktionen erfordern zwar, weniger Zeit für die Abnahme und Abtrennung, aber auch hier sind noch 20 bis 30Minuten nötig.

Außerdem müssen diese Reproduktionen zwischen Glastäfelchen aufbewahrt werden, und bei Plastik-Reproduktionen muß man über eine Spiegelfläche verfügen können, um die mikroskopische Untersuchung zu ermöglichen. ■ .

Aufgabe der Erfindung ist es, daß die Abnahmegeschwindigkeit der Reproduktion gesteigert und die Handhabung vereinfacht wird.

Das vorliegende Verfahren gestattet es, metallische Reproduktionen in 3 bis 4 Minuten zu erhalten und abzunehmen. Dank ihrer glatten und spiegeligen Oberfläche können sie auch direkt, ohne Glastafelchen geprüft werden.

Die dazu erforderliche Einrichtung besteht lediglieh aus einem Brinellhärtemesser oder nur aus einer Klemme. ·:

: Die Besonderheit des Verfahrens zur zerstörungsfreien mikrographischen Prüfung von metallischen Stoffen durch !Reproduktionen.,besteht darin, daß diese Reproduktionen mit Hilfe einer im voraus bereiteten Zinn-Blei-Platte gewonnen werden, die auf die Metalloberfläche kräftig aufgedrückt wird.

In der Zinn-Blei-Legierung schwankt der Bleigehait zwischen 5 und 95 ⁰Zo im umgekehrten Verhältnis zur Oberflächenhärte des jeweiligen Stoffes, der'durch zerstörungsfreie mikrographische Prüfung untersucht werden soll.

.Der für die Reproduktion nötige Druck schwankt zwischen 500 und 2500 kp/cm², wobei der Druckwert in direktem Verhältnis zur Oberflächenhärte des jeweiligen Stoffes isteht, der durch zerstörungsfreie mikrographische Prüfung untersucht werden soll.

Um Reproduktionen auf Sphäroidal- oder La- :mellargußeisen zu erhalten, enthält die ;Reproduktionslegierung vorteilhaft 40 bis 60 % Pb und 60 bis 40% Sn; dabei vwird der ;Druck zum iErzielen einer ^Reproduktion vorteilhaft zwischen 900 und 950 kp/cm² schwanken, damit die graphitische Strukiturtrai,wiedergegeben wird.

Für iReproduktionen eines austenitischen Stahls

■18-8 enthält die für die Reproduktion vorgesehene Legierung 65 bis 90% Sn und 35 bis 10% Pb; der hierbei erforderliche Druck liegt vorzugsweise zwisehen 1800 bis 2200 kp/cm². ^

Ein Brinellhärtemesser bzw. ein anderes ähnliches Gerät, das den Zerdrückungsgrad messen kann, wird

_: 5 eingesetzt,, wenn es sich darum handelt, eine Vergleichsuntersuchung mit genau angegebenen Bedingungen durchzuführen. Hat die'Untersuchung dagegen nur qualitativen Charakter, dann genügt eine -gewöhnliche Klemme, die eine Druckbeanspruchung ausübt, deren Größenwert berechnet werden kann. Soll die Untersuchung nur einen richtunggebenden -Wert haben, kann die Reproduktion durch schlagartigen Druck der Platte aus der Sn-Pb-Legierung gegen die Metalloberfläche des Prüfungsobjekts er-

«5 halten werden. : '

Eine Vorrichtung zur Durchführung von Reproduktionen gemäß dem oben beschriebenen Verfahren an einer beliebigen Stelle einer beliebig großen zylindrischen Außenfläche ist gekennzeichnet durch einen

^o Ring, dessen Durchmesser größer ist als derjenige des genannten Zylinders und durch drei diesen Ring in radialer Richtung durchsetzende Verschraubungselemente, vorteilhaft Schrauben, die längs diesem Ring in regelmäßigen Abständen verteilt und gegen

«5 die Außenfläche des Zylinders festschraubbar sind, wobei unterhalb eines dieser Schraubenelemente die Platte zur Reproduktionsabnahme zwischengeschaltet ist.
Gegenstand, Vorteile, Merkmale der Erfindung.

sind in der folgenden Beschreibung und in den Abbildungen eines Ausführungsbeispieles einer besonderen Vorrichtung zur Durchführung von Reproduktionen an jeder beliebigen Stelle einer Rohraußenfläche näher erörtert. -

Zur Erzielung von Reproduktionen metallischer Oberflächen, deren Härte derjenigen eines normalen geschmiedeten Stahls entspricht, werden Blei und Zinn erster Schmelze in einem Schmelztiegel geschmolzen, wobei eine Legierung erhalten wird, die

auf einer angemessenen sauberen und glänzenden Fläche zur Erstarrung gebracht wird. Diese Legierung weist einen Zinngehalt; von 7O°/o und einen Bleigehalt von 30% auf. Die Dicke der hierbei erhaltenen Platte beträgt 1 bis 1,5 mm. Für die Re- produktion wird diese in Vierecke mit wenigen MiIHr meiern Seitenlänge geschnitten, und dann zwischen zwei Spiegelflächen: gepreßt, um eine weitere Glättung und Abgleichung zu erhalten. Die in wenigen Mi-.nuten hergestellten Stücke bleiben lange 'Zeifunver-

ändert und können in jedem beliebigen Augenblick benutzt werden. . ;

Zur Abnahme der Reproduktion wird eine Stelle des Prüfungsobjekts mit den üblichen Methoden gründlich gesäubert. Anschließend wird einquadra-

tisches Stück der oben erwähnten Sn-Pb-Platte mit seiner Spiegelfläche auf „die saubere Stelle, gelegt und vorteilhaft durch einen vBrinellhärtemesser auf diese gedrückt, wohei zwischen der Reproduktionsplatte und der Kugel des Härtemessers eine Stahlplatte ein-

δο gesetzt werden muß. Der für diesen Fall zur Erhaltung einer guten Reproduktion empfohlene ©ruck schwankt zwischen 1200 und 1500 kp/cm².

:Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt, wie die Platte auf das Priifobjektgesetzt werden muß, um die Reproduktion zu erhalten; Fig. 2 zeigt eine Vorrichtung zur Abnahme der Reproduktion an jeder beliebigen Stelle der Außen-

fläche eines Rohres, desseniBeschaffenheit untersucht werdensoll. : : ' ■-: ' ■

In Fig. 1 bedeuten die Zahlen 1 eine Klemme, 2 eine Schutzplatte, 3 die zur Reproduktion dienende Platte aus einer Sn-Pb-Legierung; 4 das Prüfobjekt, 5 die Befestigungsschraube der Klemme. Es muß darauf hingewiesen werden, daß die Form der Klemme derartig sein muß, daß sie die ganze Dicke , des Prüfobjekts umfassen kann, weshalb je nach der Form des Prüfobjekts auch der Einsatz einer,ganzen Reihe Klemmen entsprechender Größe vorgesehen werden kann. \ ; -

Die Klemme kann auch zweckmäßig mit einem Manometer versehen werden, das die Aufgabe hat, den Pressüngsdruck der Reproduktion zu messen. -

In F i g. 2 bedeuten die Zahlen 6 ein Metallrohr, dessen Außenfläche z. B. an einer Schweißnaht untersucht werden soll; 7 einen starren Ring mit drei gegenüber dem Ring 7 radial und voneinander in gleichen Abständen angeordneten Schrauben 8, 9 ao und 10; 2' eine Schutzplatte, die zur gleichmäßigen Verteilung des Druckes auf die darunterliegende Sn-Pb-Platte dient. / r ...· "

Durch richtige Einstellung der drei Schrauben 8, 9 und 10 wird es möglich, das Rohr 6 und den Ring 7 _a5 konzentrisch anzuordnen.

Anschließend wird die Sn-Pb-Platte, aus der die Reproduktion durch progressive Verschraubung erhalten werden soll,' unter die Schraube 10 und die Schutzplatte 2' gelegt. Bei einer besonderen Ausführung kann der Ring 7 zur Kontrolle des für die Reproduktion erforderlichen Druckes mit einem Manometer versehen werden.

Claims (8)

Patentansprüche: 35

1. Verfahren zur zerstörungsfreien mikrographischen Untersuchung von metallischen Stoffen, deren Oberfläche normal wie für mikroskopische Untersuchungen gesäubert ist, durch Reproduktionen, dadurch gekennzeichnet, daß diese Reproduktionen mit Hilfe einer im voraus bereiteten Zinn-Blei-Platte gewonnen werden, die auf die Metalloberfläche kräftig aufgedrückt wird. ,

2. Verfahren nach obigem Anspruch, ■ dadurch gekennzeichnet, daß der Bleigehalt der Zinn-Blei-Legjerung im umgekehrten Verhältnis zur Oberflächenhärte des zu untersuchenden Stoffes gewählt wird. ; ^: '■.■··';

3. Verfahren nach einen! der Ansprüche 1

und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung der Reproduktion ein Druck zwischen 500 und 2500 kp/cm² je nach der Oberflächenhärte des zu untersuchenden Stoffes angewandt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch, gekennzeichnet, daß die Reproduktionslegierung für Reproduktionen aus Sphäroidal- «der Lamellargußeisen vorteilhaft 40 bis 60% Pb und 60 bis 40% Sn enthält und ein Druck zwischen 900 und 950 kp/cm- angewandt wird, um die Aufbewahrung und den richtigen Abdruck der graphitischen Struktur zu gewährleisten.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur brzielung von Reproduktionen eines austenitischeri Stahls vom Typ 18-8 die Reproduktionslegierung vor-. teilhaft 65 bis 90% Sn und 35 bis 10% Pb enthält, wobei ein Reproduktiönsdruck zwischen 1800 und 2200 kp/cm² angewandt wird.

' 6. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche^, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung von quantitativen Untersuchungsergebnissen bei vorbestimmten Untersuchungsbedingungen die Druckausübung auf die aus der vorerwähnten Legierung bestehende Platte über einen Brinellhärtemesser bzw. über ein ähnliches Gerät durchgeführt wird, mit dessen Hilfe der Quetschgrad kontrollierbar ist. ■

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung eines lediglich qualitativen Untersuchungsergebnisses die. Reproduktion durch schlagartigen Druck der Platte aus der Sn-Pb-Legieruhg gegen die Metalloberfläche des Prüfobjekts erhalten wird.

8. Vorrichtung zur Durchführung der Reproduktionsabnahmen nach dem in den vorstehenden Ansprüchen gekennzeichneten Verfahren an einer beliebigen Stelle einer beliebig großen zylindrischen Außenfläche, gekennzeichnet durch einen Ring (7) mit einem Durchmesser, der

,·..'■ größer ist als derjenige des genannten Zylinders (6), sowie durch drei diesen Ring in radialer Richtung durchsetzende Verschraubungselemente (8, -9, 10), vorzugsweise Schrauben, die längs diesem Ring in regelmäßigen Abständen verteilt und gegen die Außenfläche des Zylinders (6) festschraubbar sind, wobei unterhalb eines dieser Schraubenelemente (10) die Platte (3) zurRcprOr duktionsabnahme zwischengeschaltet ist. /'.,-.-,V-_;,

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen