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Norddeutsches Zentrum für Spannungsanalytik (NOSA)

Prüfaufbau

Aktuelles

Dez-2021: NOSA erfolgreich nach DIN EN ISO 17025 akkreditiert.

Seit Anfang November 2021 ist das NOSA nun von der Deutschen Akkreditierungsstelle (DAkkS) als Prüflabor zur Eigenspannungsanalyse nach DIN 17025 akkreditiert. Dadurch werden die hohen Anforderungen an die Kompetenz, die einheitliche Arbeitsweise sowie die Qualitätsansprüche bestätigt.

Akkreditierungsurkunde

Ansprechpartner

Dr.-Ing. Thomas Nitschke-Pagel (Leitung NOSA)
Langer Kamp 8, 38106 Braunschweig, Raum 204
+49 531 391 955 05
t.pagel(at)tu-braunschweig.de
Morteza Dadkhah, M.Sc. (Qualitätsmanagementbeauftragter)
Langer Kamp 8, 38106 Braunschweig, Raum 216
+49 531 391 955 28
m.dadkhah(at)tu-braunschweig.de
Mobiles Diffraktometer

Das Norddeutsche Zentrum für Spannungsanalytik  steht innerhalb und außerhalb der Technischen Universität Braunschweig wissenschaftlichen und industriellen Kunden und Kooperationspartnern zur Analyse und Bewertung von Spannungszuständen in Werkstoffen und Bauteilen zur Verfügung. Zu den Leistungen gehören die reine Ermittlung kundenspezifisch definierter erforderlicher Messwerte ebenso wie die umfassende Bewertung von Spannungszuständen, die zur Bauteiloptimierung, zur Optmierung von Fertigungsprozessen oder zur Klärung von Schadensfällen genutzt werden können. Durch die Verknüpfung versuchs- und messtechnischer Kompetenz mit werkstoffkundlichen Untersuchungsmethoden und Kompetenzen können sehr flexibel kundennahe Lösungen erarbeitet werden. Zudem profitieren Kunden vom Synergieeffekt durch die Nähe zur Hochschule bzw. zu weiteren Disziplinen der Ingenieurwissenschaften. Somit sind umfassende kundenorientierte Problemlösungen und Dienstleistungen möglich. Während der mittlerweile langjährigen Tätigkeit als Kooperationspartner der Industrie haben sich einige Schwerpunkte in unserer Tätigkeit hervorgehoben. Einige seien nachfolgend genannt.

  • Ermittlung von Eigenspannungen in metallischen Werkstoffen und Bauteilen: Zur Eigenspannungsbestimmung in Prüfstücken aus metallischen Werkstoffen stehen zerstörungsfreie und teilzerstörende Methoden mit umfangreichen Erfahrungen zur Verfügung
  • Bestimmung von Schweißeigenspannungen: Ermittlung des Einflusses der gesamten Verarbeitungskette beim Schweißen im Hinblick auf Verzug und resultierende Eigenspannungen
  • Randschichtcharakterisierung zur Qualitätskontrolle von mechanischen Oberflächenbehandlungsverfahren wie Kugelstrahlen und Festwalzen, z. B. an kugelgestrahlten Getriebezahnrädern, jegliche Art gestrahlter Federn, Ventilen etc. Unterstützung bei der Parameteroptimierung und Bemusterung von mechanisch nachzubehandelnden Neuteilen. Hier interessieren vor allem die Tiefenverteilungen von Eigenspannungen, Halbwertsbreite der Röntgeninterferenzlinien und der Härte sowie die Topographie und ggf. Veränderungen des Randschichtgefüges (Kompensation von Randoxidation usw.)
  • Metallographische Methoden, Analytik und Werkstoffprüfung,  werkstoffkundliche Analyse des Zustands, Ermittlung technologischer Kennwerte von und an Proben und Bauteilen
  • Bestimmung der Gebrauchseigenschaften wie Schwingfestigkeit in Abhängigkeit der Randschichteigenschaften, Eigenspannungsstabilität bei thermischer und schwingender Beanspruchung.
  • Bauteilprüfung z.B. Bestimmung von Energieabsorptionskurven mithilfe von Kraft-Weg-Verläufen bei der Zylinderdruckprüfung.
  • Ermittlung von Werkstoffkenndaten z. B. für FEM-Berechnungen von Werkstoffen mit Eigenschaftsgradienten z. B. nach dem Einsatzhärten und/oder Kugelstrahlen. Hier bestehen Erfahrungen beim Prüfen von Werkstoffschichten. Typische Eigenschaften sind das Wechselverformungverhalten, zyklische Spannungs-Dehnungs-Kurven, zyklisches Kriechverhalten beim Vorliegen von Eigenspannungfeldern etc.
  • Schadensuntersuchungen z. T. mittels klassischer Werkstoffprüfung, Metallographie, Fraktographie usw.

Leistungsumfang

Eigenspannungsanalyse

  • Röntgenographische Eigenspannungsbestimmung an metallischen und keramischen Werkstoffen bzw. Bauteilen
  • Eigenspannungsbestimmung mittels Bohrlochmethode
  • Randschichtanalyse mittels mikromagnetischem Verfahren (3MA)
  • Verzugs- und EIgenspannungsberechnungen mittels FE-Methoden

Spannungsanalyse z.B. nach technischen Bearbeitungen wie dem Kugelstrahlen, Festwalzen, Schleifen, Drehen, Fräsen, Wärmebehandlungen, Schweißen.

NOSA stehen unterschiedliche stationäre (Probengewichte bis ca. 20 kg) sowie ein mobiles Röntgendiffraktometer zur Eigenspannungs-, Textur- und Phasenanalyse zur Verfügung.

Zur röntgenographischen Eigenspannungsbestimmung an Proben und Bauteilen werden je nach Objektgröße Messeinrichtungen in ω oder φ - Anordnungen eingesetzt. Es stehen alle für Eigenspannungsbestimmungen gängige Strahlungen (Cr, Cu, Co,Mn, Mo) zur Verfügung. Probenentnahme bzw. Probenvorbereitung erfolgt i.d.R. in der institutseigenen mechanischen Werkstatt mit den bereitstehenden Bearbeitungseinrichtungen. Die Bestimmung von Eigenspannungstiefenverteilungen erfolgt üblicherweise schrittweise nach schichtweisem Oberflächenabtrag, wozu stationäre und transportable Einrichtungen zum elektrochemischen Abtrag zur Verfügung stehen.

Ermittlung von Lastspannungen

Für die Ermittlung von beanspruchungsbedingten Spannungen in Proben und Bauteilen steht die gesamte Breite DMS-gestützter Messmethoden bereit. Dehnungsmessungen können mittels Folien-DMS ebenso wie mit optischen Dehnungsaufnehmern ausgeführt werden.

Topographie

Messen von Ra, Rz, Rt; Rissprüfung; Abbildung im Rasterelektronenmikroskop,  Bestimmung von Oberflächenkonturen mittels laseroptischer Messsysteme.

Schwingfestigkeit

Wöhlerversuche an Proben und Bauteilen unter Zug/Druck, Biegung, Torsion bei Raumtemperatur oder erhöhter Temperatur; Bestimmung der Eigenspannungsstabilität; Thermoermüdung

Härte

Härtemessung nach HV, HB, HRC; Mikrohärtemessung nach Vickers und Knoop; Universalhärtebestimmung mit Kräften von 0,02 N bis 10 N

Phasenanteil / Textur

Restaustenit- und Texturbestimmung mittels Röntgenbeugung, EDX und WDX im REM

Struktur und Gefüge

Klassische Metallographie, Auflicht- und Rasterelektronenmikroskopie; Bildverarbeitung, Computertomographie

Wechselverformung

Bestimmung der plastischen Dehnungsamplitude der Spannungs- Dehnungshysterese, von zyklischen Spannungs-/Dehnungskurven und von Wechselverformungskurven

Crashprüfung an Proben und Bauteilen

Einrichtungen zur Crashrüfung kleinerer Bauteile, Hochgeschwindigkeitsprüfung, Beurteilung und Bewertung von Versagensbildern. Erstellen von Gutachten im Schadensfall.

Dipl.-Ing. Hamdollah Eslami-Chalandar (Röntgenlabor)
Langer Kamp 8, 38106 Braunschweig, Raum 018
+49 531 391 955 45
h.eslami(at)tu-braunschweig.de
Akkreditierungsurkunde
Anlage
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