Dieses, bei uns akkreditierte Messverfahren, dient der präzisen Bestimmung von Sauerstoff (O), Stickstoff (N) und Wasserstoff (H) in Stählen, Eisen, Kupfer, Titan, Keramiken und vielen weiteren Werkstoffen.
Durch den Einsatz von hochempfindlichen Infratorsensoren (NDIR) und Wärmeleitfähigkeitsdetektoren können Elementkonzentrationen von niedrigen ppm-Gehalt bis in den hohen Prozentbereich sicher bestimmt werden. Die Messung erfolgt dabei gemäß internationaler Normen, wie z.B. ASTM E1019, DIN EN 3976, ASTM E1409, ASTM E1447.
Die Probe wird in einem Graphittiegel im Widerstandsofen auf Temperaturen von bis zu 3000°C erhitzt. Dabei entweichen die zu messenden Gase (N, O, H) aus der Probe und werden in den entsprechenden Messzelle detektiert. Während Sauerstoff als CO2 in einer hochempfindlichen Infrarotmesszelle detektiert wird, werden Stickstoff und Wasserstoff in elementarer Form unter Zuhilfenahme eines Trägergases zur Wärmeleitfähigkeitsmesszelle geleitet und detektiert. Dieses Analyseverfahren wird auch als Trägergas-Heißextraktion bezeichnet.
Erfolgt die Bestimmung des Wasserstoffgehalts, so kommt als Trägergas Stickstoff zum Einsatz und im Falle der Stickstoffdetektion wird Helium als Trägergas eingesetzt.
Bei diversen Fertigungsschritten, wie der Wärmebehandlung, dem Schweißen oder der Galvanik kann es zu einer gefährlichen Wasserstoffaufnahme des Stahls kommen. Einmal im Metall, kann der Wasserstoff selbst bei Raumtemperatur schnell in kritische Bereiche diffundieren. Schon bei geringsten Konzentrationen von wenigen ppm Wasserstoff kann es dann zu einer Verringerung der mechanischen Stabilität kommen und verursacht das als Wasserstoffversprödung bekannte Phänomen. Daher ist der diffusionsfähiger Wasserstoff wegen seiner versprödend wirkender Eigenschaft kritisch zu beurteilen.
Um den diffusionsfähigen Wasserstoff auf die Spur zu kommen, bieten wir zusätzlich Bestimmung des diffusionsfähigen Wasserstoffs an.
Bei diesem Verfahren wird der Wasserstoff ebenfalls mittels dem Trägergas-Verfahren gemessen. Anders als bei der Schmelzextraktion wird die Probe jedoch nicht aufgeschmolzen, sondern der Wasserstoff wird über eine Warmauslagerung aus der Probe entfernt und analysiert.
Für Anfragen, Fragen oder Anmerkungen melden Sie sich gerne bei unserem Ansprechpartner für Werkstoffprüfung und Seminare.
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Weitere InformationenT.F.W.W.-Projekt 20
Projektbericht 20 – Bestimmung modul- und werkstoffabhängiger Einsatzhärtungstiefen
Ausgangssituation und Projektanlass:
T.F.W.W.-Mitgliedsfirmen werden in zunehmendem Maße mit der Forderung konfrontiert, bei Zahnrädern an unterschiedlichen Positionen des Zahnprofils Einsatzhärtungstiefen zu garantieren. Dabei müssen dann Einflussgrößen wie Modul, Innen- und Außendurchmesser, Härtbarkeit und Einsatzhärtungstiefe berücksichtigt werden. Eine zerstörende Prüfung an Musterteilen ist in den meisten Fällen nicht möglich.
Versuchsprogramm und Untersuchungen:
1. Es werden Musterzahnräder mit den Modulen 2, 4 und 8 sowie unterschiedlichen Innendurchmessern aus folgenden Einsatzstählen hergestellt:
– 16MnCr5 +HH, 1.7131 und
– 18CrNiMo7-6 +HH, 1.6587
2. Für jede Abmessungs- und Werkstoffvariante werden drei Einsatzhärtungstiefen realisiert.
Nach Abschluss der Wärmebehandlungen erfolgen dann…
– die Bestimmung der Einsatzhärtungstiefe an sechs unterschiedlichen Positionen,
– die Bestimmung der Zahnfußhärte sowie
– die Bewertung der Gefügeausbildung.
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