14. Elektronenmikroskopische Fraktographie - Möser, Martin

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a) b)
Abb. 14.3 Interkristalliner Sprödbruch
a) Durch Überhitzung oxidierte Korngrenze, teilweise schon abgeblättert;
b) interkristalliner Bruch durch Kohlenstoffsegregation (Einsatz-Direkthärtung)
Eine Korngrenzenoxidation kann eventuell an abblätternden Korngrenzen erkannt werden
(Abb. 14.3a), auch gröbere Karbidausscheidungen werden zumindest andeutungsweise im REM
sichtbar. Im Allgemeinen liegt jedoch die Stärke der versprödenden Korngrenzenfilme bzw.
Segregationszonen im Bereich von atomaren Monolagen. Mit dem REM sind dann keine
Besonderheiten an den Korngrenzen mehr zu erkennen (Abb. 14.3b). Der Nachweis einer solchen
Segregation bleibt speziellen Analysenverfahren, hauptsächlich der Auger-Elektronen-
Spektroskopie (AES), vorbehalten.
Interkristalliner Wabenbruch. Vom Hochtemperatur-Langzeitkriechen abgesehen, kommt
es zu dieser Bruchart, wenn die korngrenzennahen Bereiche wesentlich weicher sind als das
Korninnere. Aufmerksamkeit hat diese Bruchart deswegen gefunden, weil sie für die sogenannte
Relaxationsrissigkeit – im Englischen bekannt als stress relief cracking – neben Schweißnähten
kennzeichnend ist (Abb. 14.4). Diese Risse finden sich vor allem nach dem Spannungsarmglühen
warmfester bzw. stabilisierter hochlegierter Stähle und haben folgenden Entstehungsmechanismus:
Beim Schweißen gehen in der überhitzten Zone neben der Schmelzlinie
(Grobkornzone) die Karbide in Lösung. Beim Spannungsarmglühen scheiden sich die Karbide
feindispers im Inneren der ehemaligen Austenitkörner aus, wodurch das Korninnere aufgehärtet
wird. An den Austenitkorngrenzen verbleibt eine ca. 0,3 µm breite ausscheidungsfreie und damit
relativ weiche Zone, die die Kriechvorgänge beim Spannungsabbau aufnehmen muss. Das
Verformungsvermögen dieser Zone kann bereits bei Kriechdehnungen von 0,2 … 0,3% erschöpft
sein, so dass sich zunächst feine Poren bilden, die sich zu einem Rissnetzwerk vereinigen
[10, 11]. Wegen der geringen Gesamtverformung handelt es sich in diesem Fall trotz der
Wabenstruktur auf den Korngrenzen makroskopisch um einen Sprödbruch.