Zerstörungsfreie Ermittlung von Werkstoffeigenschaften und Kenngrößen mit mikromagnetischen und elektromagnetischen Verfahren

Eine wesentliche, die Qualität sichernde Maßnahme beim Design neuer Produkte und ihrer Fertigung ist die Werkstoffauswahl, die entsprechend der Gebraucheignung für die vorbestimmte Nutzung erfolgen muss. Für neuartige Nutzungen muss oftmals sogar ein neuer Werkstoff maßgeschneidert werden. Wie auch immer, die Charakterisierung der Gebrauchseignung durch physikalische Messung von Werkstoffeigenschaften bietet sich als zerstörungsfreies Prüfverfahren dazu an. Die Gruppe der mikromagnetischen Verfahren hat dabei in den letzten zwei Jahrzehnten, von der Zahl ihrer Anwendungen eine besondere Bedeutung erlangt. Dass magnetische Meßmethoden direkt geeignet sind die Gebrauchseignung zu charakterisieren, wird auch dem Laien deutlich, wenn es z.B. um Elektrobleche geht, die möglichst geringe Ummagnetisierungsverluste bei ihrer Nutzung in einen Transformator haben sollen. Also ist die Bestimmung der Magnetisierungsschleife unter Nutzung eines Epsteinrahmens ein standardisiertes aber auch physikalisch zwingendes Vorgehen, Die Messung der Hysteresekurve ist dann zerstörungsfrei. Leider jedoch muss zur Herstellung des Epsteinrahmens das Trafoblech wieder zerstörend zerschnitten werden. Mikromagnetische Prüfverfahren heben darauf ab, dass Parameter, welche die Mikrostruktur wie atomare Leerstellen, Atome auf Zwischengitterplätzen, Versetzungen, Ausscheidungen, Einschlüsse, Korn und Phasengrenzen, Hindernisse für die Blochwandbewegung bei Magnetisierung darstellen, also unter magnetischer Last. Unter mechanischer Last behindern die gleichen Mikrostrukturparameter die Versetzungsbewegung und tragen somit zur Festigkeitssteigerung bei. Aus diesem Grund gibt es Korrelationen zwischen Festigkeitskenngrößen und mikromagnetischen Prüfgrößen, die erfolgreich zur Qualitätsprüfung genutzt werden können. Allerdings sind die Verfahren in ihrer Anwendung auf magnetisierbare Werkstoffe beschränkt. Bei nicht-magnetischem Material zeigt sich die Wirbelstromprüfung und die elektromagnetische Ultraschallprüfung geeignet, Beziehungen zur Mikrostruktur und ihrer Veränderung, z.B. im Umformprozess aber auch unter Alterungsphänomenen wie Ermüdung zu beschreiben. Der Beitrag gibt eine Übersicht zum Stand der Technik an einer Vielzahl von erfolgreich bearbeiten industriellen Anwendungen. Dabei stehen Stahlanwendungen im Erzeugungs- und -verarbeitungsprozess aber auch die Veränderung der Eigenschaften beim Gebrauch über die gesamte Lebensdauer im Fokus der Betrachtungen