Materialwissenschaft: Risse im Stahl beim Wachsen beobachtet
![Stahlprobe mit einigen Rissen Stahlprobe mit einigen Rissen](https://static.spektrum.de/fm/912/f2000x857/image1.jpg)
© Andrew King (Ausschnitt)
© Andrew King (Ausschnitt)
Risse im Inneren der Stahlprobe | Die Risse im Inneren der Stahlprobe sind auf diesem Bild rot gefärbt.
Die meisten Metalle, die im Maschinenbau verwendet werden, setzen sich aus vielen kleinen Kristallen oder Körnern zusammen. Die Wissenschaftler wendeten ein Verfahren namens Beugungs-Kontrast-Tomografie auf einen Edelstahldraht mit einem Durchmesser von 0,4 Millimeter an. Die damit ermittelte dreidimensionale Karte zeigte die Formen, Positionen und Ausrichtungen von 362 verschiedenen Körnern. In einem nächsten Schritt legten sie den Draht in eine ätzende Flüssigkeit und hängten eine Last an ihn, so dass Mikrorisse zwischen den Körnern entstanden. Während sich die Risse langsam ausbreiteten, fertigte das Team in Abständen zwischen zwei Stunden und ein paar Minuten tomografische 3-D-Scans an.
© Andrew King (Ausschnitt)
Körner im Draht | Auf dem Bild sind die verschiedenen Körner im Draht zu sehen. In roter Farbe ist der Riss überlagert, der sich an den Korngrenzen entlang ausbreitet.
Für die Metallurgie sind diese stabilen Korngrenzen von besonderem Interesse. Und mit Hilfe der neuen Technik können die Forscher genau untersuchen, welche Kornstrukturen besonders widerstandsfähig sind. Risse in rostfreiem Stahl können auftreten, wenn Belastungen in Kombination mit einer korrosiven Umgebung auftreten und die empfindlichen Korngrenzen angreifen. In Kraftwerken kann es etwa zu derartigen Beanspruchungen kommen. (mp)
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