Blick durch Mikroskop: „Klassischer Lunker“

Ungewöhnliche Ergebnisse im Zug- und Kerbschlagbiegeversuch führten im MaterialtestCenter zu einer detaillierten Ursachenanalyse. Mithilfe fraktografischer Untersuchungen im Rasterelektronenmikroskop (REM) konnte schließlich ein klassischer Lunker als Auslöser der stark reduzierten mechanischen Kennwerte identifiziert werden.

Auffällige Ergebnisse im Zugversuch

Welche Auswirkungen ein Lunker auf die mechanisch-technologischen Kennwerte eines Bauteils haben kann, zeigte sich deutlich bei einem Zugversuch im W.S. MaterialtestCenter. Die Techniker untersuchten eine B10×50-Rundzugprobe aus einem gegossenen Isolator. Während normalerweise eine Bruchdehnung von etwa A = 20% erwartet wird, erreichte die Probe lediglich A = 4%.

Auch die Festigkeitswerte lagen deutlich unter den erwarteten Werten und reduzierten sich infolge der Kerbwirkung des Defekts um etwa die Hälfte.

Fraktografie im Rasterelektronenmikroskop

Die anschließende fraktografische Untersuchung im Rasterelektronenmikroskop (REM) brachte schließlich Klarheit über die Ursache der ungewöhnlichen Prüfergebnisse. Zwischen den wabenförmigen Anteilen des Gewaltbruchs wurde ein Lunker entdeckt (Abb. 2). Dieser lässt sich anhand zahlreicher rundlicher Strukturen erkennen, die entstehen, wenn flüssiges Metall in einem Hohlraum frei erstarren kann.

Während des Erstarrungsprozesses bilden sich dabei dendritische Strukturen, die im REM deutlich sichtbar werden und als typisches Merkmal eines Gusslunkers gelten.

Einfluss von Lunkern auf Bauteileigenschaften

Lunker stellen volumetrische Fehlstellen in Gussbauteilen dar und wirken als Kerben im Werkstoffgefüge. Dadurch können sie die mechanischen Eigenschaften eines Bauteils erheblich beeinträchtigen. Insbesondere unter statischer oder dynamischer Belastung können solche Fehlstellen als Ausgangspunkt für Rissbildung und vorzeitiges Bauteilversagen dienen.