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Gusseisen-Nodularität und Flockenanalyse

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Gusseisen wird in der Automobil- und Baumaschinen-Branche verstärkt für strukturelle Komponenten wie Motoren, Bremsen, Federungen und Bestandteile der Lenkung verwendet. Gusseisen wird durch den Zusatz von Kohlenstoff (Grafit) zu Stahl geformt. Der Kohlenstoff kann zu verschiedenen Formen ausfällen, zum Beispiel zu Kügelchen oder Sphäruliten (in duktilem Gusseisen), zu einer Wurmform oder Flockenform (Grauguss) oder zu zusammengepressten Aggregaten (Temperguss). Der Anteil an Kügelchen, ihre Größe und ihre Verteilung sind maßgeblich für die Eigenschaften des duktilen Gusseisens. Je höher der Anteil an Kügelchen, desto stärker und formbarer ist das Gusseisen. Andere Merkmale, wie zum Beispiel Duktilität und Aufprallverhalten werden ebenfalls durch die Matrixstruktur bestimmt. Die Matrix besteht beispielsweise aus verschiedenen Anteilen an Ferrit und Perlit. Je höher der Anteil an Perlit, desto stärker und härter ist das Gusseisen. Die Eigenschaften von Gusseisen werden während der Verfestigung geformt und können später nicht mehr durch Erhitzen verändert werden.

Damit gewährleistet ist, dass das Gusseisen den Anforderungen des Kunden entspricht, wird nach dem Erhitzen ein kleiner Teil in eine Scheibenform gegossen. Die Scheibe wird daraufhin untersucht, ob der Kohlenstoff in Übereinstimmung mit den festgesetzten Produktionsstandards und -vorgaben präzipitiert (ausgefällt) wurde, bevor mit der Verarbeitung fortgefahren werden kann. Die optische Mikroskopie ist das Hauptwerkzeug bei diesem Untersuchungsprozess. Die Testscheibe wird normalerweise geschnitten und poliert und anschließend unter dem Mikroskop mit Hellfeld-, Dunkelfeld-, DIC- und/oder Polarisations-Mikroskopie untersucht.

Die unter dem Mikroskop sichtbaren Strukturen können vom Bediener gegen einen Standard verglichen werden. Die Analyse kann jedoch auch automatisch mittels passender Bildanalyse-Software (z.B. „NIS Elements Metallo“-Modul von Nikon) durchgeführt werden. Automatische Bildanalyse-Verfahren schließen subjektive Fehler aus, sind auf den Betrieb gemäß Industriestandards (z.B. JIS) ausgelegt und ermöglichen, wie im Falle von NIS Elements, zusätzlich noch weitere Analysen wie die Bestimmung der Anteile von Ferrit und Perlit in der Matrix.

 

 
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