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Röntgenlabor

Leitung: Dr.-Ing. Jens Gibmeier

Gebäude 10.91, Raum 025-030

Mitarbeiter

Rafael Hofsäß

Ausstattung

  • 16 Messplätze zur röntgenographischen Spannungsanalyse, davon
  • 14 stationäre Messplätze mit konventioneller Ausstattung zur
    • klassischen Eigenspannungsanalyse nach der sin² - Methode
    • Analyse des Restaustenitgehalts von Stählen.
  • 2 stationäre Messplätze mit Drehanoden und Flächendetektor, ermöglichen
    • Eigenspannungsanalysen mit höchster lateraler Auflösung.
    • Texturanalysen und Messung von Eigenspannungsgradienten. 
  • 1 Mikrofokus-Computertomografie-System:
    • Yxlon CT Precision mit Transmissions- und Direktstrahlwechselkopf 

Analyse von Eigenspannungs-Tiefenverläufen

  • durch schrittweises elektrolytisches Abtragen von Oberflächenschichten im µm-Bereich.
  • 3 Elektropoliergeräte zum schichtweisen Abtragen von Oberflächenschichten.
  • Qualitätskontrolle an modernem Koordinatenmessgerät durch µm-genaues Vermessen des Oberflächenniveaus 

In Situ Messeinrichtungen für stationäre Spannungsmessplätze

  • für kraftgesteuerte Belastung in 4-Punkt Biegung
  • für kraftgesteuerte Belastung unter Zug/Druck
  • für Probenbeheizung unter Schutzgas bis zu 1200° C
  • für Probenkippung und Probentranslation bei grobkörnigen Werkstoffen

Eigenspannungsanalyse nach der Bohrlochmethode

  • 2 Vorrichtungen zum Hochgeschwindigkeitsfräsen von Sacklöchern mit 0,8 oder 1,6 mm Durchmesser
  • Vorschub des Fräsers kontrolliert mittels Schrittmotorsteuerung, Schrittweite im µm-Bereich
  • Automatische Messdatenerfassung
  • Auswertemethoden nach Kockelmann, Schajer, Power Series, ASM

Messkampagnen an Synchrotronstrahlungs- und Neutronenquellen

Nicht alle Fragestellungen zu Eigenspannungen und Inneren Lastumlagerungen in Bauteilen und Werkstoffen lassen sich mit Hilfe der weiter oben beschriebenen Methodik im eigenen Labor beantworten. Deshalb führen wir regelmäßig Messkampagnen an Synchrotronstrahlungsquellen (hoch- oder niederenegetische Röntgenstrahlung mit höchster Brillianz und geringer Divergenz) oder Neutronenquellen durch.

  • Synchrotronstrahlung: HASYLAB / DESY in Hamburg und ANKA am Forschungszentrum Karlsruhe
  • Neutronenstrahlung: Institut Laue-Langevin (ILL) in Grenoble 

Ultraschallverfahren: Resonant Ultrasound Spectroscopy (RUS)

Über die Messung der Eigenschwingungen von Proben einfacher Geometrie (Quader, Zylinder) kann auf die elastischen Eigenschaften rückgeschlossen werden.

Hierbei werden Proben über Eck zwischen zwei Piezzokristallen platziert und in einem weiten Frequenzbereich zu Eigenschwingungen angeregt. Durch Anpassen von Startwerten für die elastischen Eigenschaften an das gemessene Spektrum kann die Steifigkeitsmatix bis hin zu orthotroper Symmetrie bestimmt werden.

Für die Messungen wird sowohl eine kommerziell erhältliche Messapparatur (Centimeter Stage, DRS Dynamic Resonance Systems) als auch eine am Institut entwickelte Vorrichtung verwendet.

Ultraschallverfahren: Ultraschallphasenspektroskopie

Bei der Ultraschallphasenspektroskopie werden kontinuierliche Ultraschallwellen durch eine planparallele Probe geleitet. Durch Messung der Phasendifferenz zwischen Eingangs- und Ausgangssignal kann bei Kenntnis der Probenlänge auf die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Wellen innerhalb der Probe geschlossen werden.

Durch die Anregung von Longitudinal- und Scherwellen können bei einer quaderförmigen Probe mit Kenntnis der Dichte die Komponenten C11 bis C33 sowie C44 bis C66 der Steifigkeitsmatrix bestimmt werden.