Materialprüfung und -untersuchung

Das Rimkus Materials Testing and Investigation Team ist auf die Analyse von Materialfehlern, die Untersuchung von Korrosion und die Schweißtechnik spezialisiert. Darüber hinaus bieten wir eine Vielzahl von professionellen Materialprüfungs-, Analyse- und Beratungsdienstleistungen an.

Durch die Durchführung einer umfassenden Fehleranalyse können die Ursachen von Materialfehlern identifiziert, metallurgische Probleme gelöst und Empfehlungen zur Vermeidung zukünftiger Wiederholungen ausgesprochen werden. Mit fortschrittlichen Analysegeräten und -techniken können unsere Materialexperten die Testergebnisse interpretieren und den Kunden einen detaillierten Aktionsplan erstellen.

Das professionelle Personal ist auch auf viele andere Bereiche der Werkstofftechnik spezialisiert, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Fehleruntersuchung, Wärmebehandlungsprozesse, Reverse Engineering, Beschichtungen und Beschichtungen, Lieferantenqualifizierung und Materialauswahl.

Unternehmen und Branchen aus der ganzen Welt verlassen sich auf das professionelle Personal von Rimkus Materials Testing and Investigation, um ihnen schnelle und genaue Ergebnisse der Materialprüfung zu liefern. Zu diesen Branchen gehören Motorsport, Automobilbau, Sanitär (Wassersysteme), Schifffahrt, chemische und pharmazeutische Produktion, Energieerzeugung und Versorgungsunternehmen, Wärmetauscher und Kessel.

Erfahren Sie unten mehr über unsere Labordienstleistungen für Materialprüfung und -untersuchung oder kontaktieren Sie uns direkt unter (704) 663-5108 oder [email protected].

Rimkus verfügt auch über ein engagiertes Team erfahrener Berater für wesentliche Fragen im Zusammenhang mit Versicherungen und Rechtsstreitigkeiten. Besuchen Sie unsere Seite Materialwissenschaft und -technik , um mehr zu erfahren.

Unsere Dienstleistungen im Bereich der Materialprüfung und -untersuchung

Failure analysis is performed by systematically examining, testing, and analyzing components to identify the cause and sequence of events that lead to a product failure. This specialized testing can vary significantly depending on the result found.

This process typically involves the following steps:

  1. Sammeln von Informationen über die Komponente, ihre Anwendung und ihren Verlauf
  2. Detaillierte visuelle Untersuchung
  3. Fotodokumentation der Komponenten und visuelle Nachweise
  4. Zerstörungsfreie Prüfung
  5. Stereoskop-Untersuchung mit geringer Vergrößerung oder 3D-Bildgebung
  6. Rasterelektronenmikroskopie (REM) mit hoher Vergrößerung
  7. Spektrometrie/REM für Elementaranalyse
  8. Schneiden der Probe für die metallographische Mikroanalyse
  9. Metallographie
  10. Härteprüfung
  11. Chemische Analyse
  12. Mechanische Prüfung
  13. Detaillierte Evidenz und Datenüberprüfung
  14. Formulierung einer fachlichen Schlussfolgerung und Meinung
  15. Interoperativer Bericht über unsere Ergebnisse und Empfehlungen

Fractured deisel marine engine intake valve received for Failure Analysis

Corrosion is a chemical reaction phenomenon that results in degradation of material and can lead to serious or catastrophic failures. Corrosion investigation engineering is the process of collecting corrosion failure samples and analyzing them to determine the source (root cause) and severity of the corrosion. Drawing from these analyses, we provide expert opinions and recommendations for corrosion remediation and prevention.

The Rimkus Materials Testing and Investigation team specializes in corrosion investigation engineering and the analytical techniques used to identify corrosion mechanisms. We have the expertise to recommend more corrosion-resistant alloys or coatings for a particular application or environment to prevent recurrent corrosion issues. Our energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) system can analyze corrosion deposits to identify the corrosive agent. We also have the expertise and capabilities to offer accelerated salt fog and other corrosion testing to determine the suitability of materials and coatings for specific environments.

Corrosion investigation

A significant amount of metallurgical engineering is needed to successfully produce sound weldments in mechanical and structural applications.

We can provide welder and welding procedure qualification testing to ensure compliance with a wide variety of industrial specifications such as those set by the American Welding Society (AWS) and the American Society of Mechanical Engineers (ASME).

We perform weld testing to evaluate the soundness, toughness, brittleness, hardness, and other properties of weldments before production begins. Our team also frequently investigates weld failures to determine the root cause of fracture or degradation of the weldment in the field.

Welder and Welding Procedure Qualifications:

  • Biegeprüfung
  • Prüfung der Charpy-Schlagzähigkeit (CVN)
  • Fluoreszierender Farbstoff Eindringmittel
  • Sichtprüfung
  • Makro-Ätz-Tests
  • Zugfestigkeit

Weld engineering

Our scanning electron microscope (SEM), with the addition of the energy dispersive X-ray spectrometer (EDS), can examine and analyze samples at magnifications typically ranging from 5X to 20,000X. Using our state-of-the-art scanning electron microscope, our experts can analyze everything from microstructure and fracture surface to corrosion products, pitting, and impurities within the material.

The fracture surface topography revealed at increased magnification can reveal an exorbitant amount of information:

  • Art der Beanspruchung (Zug, Schub, Torsion)
  • Bruchart (duktil, spröde, Ermüdung, Überlastung)
  • Richtung der Bruchausbreitung
  • Bereich und Mechanismus der Frakturinitiierung
  • Verschmutzung innerhalb des Gefüges
  • Elementaranalytik von Korrosionsprodukten und Ablagerungen
  • Elementare Zusammensetzung von sehr kleinen Teilen
  • Herstellungs- oder reparaturbezogene Faktoren, die zum Ausfall beitragen
  • Andere Faktoren, die mit der Ursache des Fehlers zusammenhängen

Das Rimkus Labor für Materialprüfung und -untersuchung verfügt über zwei kommerzielle REM/EDS-Systeme, die ausschließlich der Materialanalyse und Korrosionsuntersuchung gewidmet sind.

High magnification scanning electron microscope SEM image of a brittle transgranular cleavage fracture surface

Die Experten von Rimkus Materialprüfung und -untersuchung verwenden eine Vielzahl von zerstörungsfreien Prüftechniken, darunter:

  • Energiedispersive Spektroskopie (EDS)
    • Rasterelektronenmikroskopie (REM)
  • Hochauflösendes 3D-Oberflächenprofil
    • 3D-Profilmessungen
    • Oberflächengüte/Rauheit
  • Eindringprüfung von Flüssigkeiten (PT)
    • Verschiedene Arten von flüssigen PT-Verfahren werden verwendet, um materialoffene, zur Oberfläche offene Materialfehler oder offene Oberflächenrisse zu erkennen. Es werden rote Farbstoffe oder fluoreszierende Eindringmittel sowie verschiedene Arten von Nass- und Trockenentwicklern verwendet.
  • Magnetpulver-Inspektion (MPI)
    • Verfahren zur Detektion von Diskontinuitäten an der Oberfläche und im flachen Untergrund in ferromagnetischen Materialien
  • Tragbare Härte
    • Rockwell, Brinell, Leab
  • Visuelle Inspektion und Inspektion mit geringer Vergrößerung
  • Tragbares Röntgenfluoreszenzspektrometer (RFA)

Florecent dye penetrant (FPT) inspection on a roller bearing after heat treat

Metallography is the study of the microstructures of metallic materials. The properties of a material and its performance in a specific application depend on its microstructure. Rimkus utilizes numerous types and magnification of high-resolution optical and digital microscopes during the metallurgical examination process.

Analyses of microstructure in cross-sectioned samples help determine material properties, fracture propagation, corrosion pitting morphology, heat treatment, quality and thickness of plating and coating, grain size, overheat damage, material contamination, flaw characteristics, weld quality, manufacturing design flaws, and defect mechanisms.

The Rimkus Materials Testing and Investigation team has advanced training and knowledge in metallographic preparation procedures/processes, from sectioning and mounting the specimen through the grinding and polishing stages to proper selection and etching techniques of the tested material. Our expert laboratory staff is looked upon to provide metallurgical samples preparation techniques and their subsequent interpretations to clients from across the country.

Metallurgical microstructure analysis of a cast iron graphite rosette

During manufacturing, defects can be introduced at several stages of processing. Supported by the necessary advanced analytical equipment, expert training, and experience, the Rimkus Materials Testing and Investigation experts perform high level defect investigation to identify the specific processing step in which a defect occurred. Our experts will not only interpret the results but can provide recommendations to prevent future defects.

By providing high-quality defect investigation along with other materials testing methods, our team can determine whether a product failed due to defects or flaws produced in the manufacturing process or if the failure was caused during normal or abnormal usage.

Metallurgical microstructure analysis stress corrosion cracking in austenitic stainless steel 316SS

Using a scanning electron microscope (SEM) with an energy dispersive X-ray spectrometer (EDS) is an advanced analytical technique that enables the operator to identify the chemical characterization/elemental analysis of materials. EDS analysis can identify the elemental composition of fine to microscopic particles or larger regions on the surface of samples.

During an SEM examination, the locations, deposits, or areas of interest are analyzed using an EDS attached to the scanning electron microscope. EDS microanalysis is performed by measuring the energy and intensity of the signals generated by a focused electron beam scanned across the specimen.

Elemental Dot Map

Element mapping measures the individual elemental distributions on the exposed surface of a sample. Typically, this technique produces an analysis of one field of view by utilizing the scanning electron beam in conjunction with the EDS detector, in a grid pattern to produce a map. This analysis is particularly valuable when identifying contamination, coating/plating layers, diffusion during welding, and corrosion products.

Energy dispersive spectroscopy elemental dot map

Rimkus experts have extensive mechanical testing experience to determine the compliance of materials to applicable standards and specifications. We have significant knowledge of mechanical testing methodology and are highly skilled in interpreting the results.

Our team can perform mechanical testing and materials testing as part of a quality assurance program, manufacturing engineering program, failure analysis, or for materials research and development. Tests can be performed to ASTM specifications or other industry-recognized standards.

In-house mechanical testing equipment is used for the following materials tests:

  • Biegeprüfung
  • Zugversuch
  • Kompressionsprüfung
  • CVN (Charpy V-Kerbe) Prüfung
  • Prüfung der Mikrohärte (Knoop, Vickers)
  • Rockwell-Härte
  • Brinell-Härte

Charpy v-notch specimens before and after impact testing

Reverse Engineering ist die Methode zur Identifizierung und Analyse der Materialien und der Verarbeitung, die zur Herstellung von Komponenten verwendet werden, um Produkte mit identischen Eigenschaften zu schaffen. Durch die Bestimmung von Materialeigenschaften wie chemische Zusammensetzung, Wärmebehandlung, Beschichtungsart und Schichtdicke kann Reverse Engineering durchgeführt werden.

  • Chemische Analyse
    • Identifizierung der chemischen Zusammensetzung der Materialien
  • Metallographie/Gefügebewertung
    • Werfen
    • Geschmiedet
    • Stranggepresst
    • Oberflächenbehandlungen (Nitrid, aufgekohlt, etc.)
  • Wärmebehandlung
    • Härte oder Mikrohärte Traverse
    • Effektive Gehäusetiefe
    • Mikrostruktur
  • Überzüge
    • Beschichtung
    • Verkleidung
    • Eloxierte, Phosphat-, Konversionsbeschichtungen usw.

Close up of broken gear for reverse engineering

An invaluable component of a failure analysis or corrosion investigation is the chemical analysis of metals. Used for multiple purposes, chemical analysis is crucial in the identification of manufacturing difficulties, completion of quality control requirements, and reverse engineering of components that need to be recreated.

Material chemical composition analysis and verification ensures that each component or raw stock material is produced in accordance with the correct material alloy specification. Chemical composition analysis can be performed using various methods that compare results against the appropriate industry standards, such as ASTM, SAE, and more. Our team of experts routinely analyzes the alloying content of a wide range of materials including, but not limited to iron, steel, aluminum, copper, nickel, zinc, titanium, and lead.

For metals, the Optical Emission Spectrometry (OES) technique utilizes a high-energy spark created between an electrode and a sample of the material to be analyzed. The spark creates an emission of radiation from the excited sample surface with wavelengths characteristic of the elemental chemical composition. The spectrum of radiation is separated into the distinct element lines and the intensity of each line is measured. Finally, these are precisely converted into concentration values for each element present.

OES continues to be the reference technique for direct chemical analysis of solid metallic samples. The unmatched combination of accuracy, high speed, precision, stability, and reliability have made it an indispensable tool for production and verification of quality metal products.

Optical Emmisions Spectrometer OES elemental analysis of brass fitting

Field metallographic replication is a (semi) non-destructive test required in some applications where it is not possible to remove a component from service or the size of the components prohibits analysis in the laboratory.

Assorted replicating media techniques allow our experts to create a portable copy of the microstructure of interest while in the field. Replication involves removal of the material’s surface by lightly grinding, followed by polishing using fine grits.

Once the surface is properly polished and prepared, it is then etched with various acids to reveal the materials microstructure. The replicating media is then applied and allowed to cure. Once the replicating media is cured, it will be removed from the sample, returned to our laboratory, and analyzed using a variety of microscopes.

Replication can also be performed to replicate surfaces for surface finish or other testing, replicating shapes, corrosion pitting, cracking or any other surface that require imaging or measurements.

on site in-situ microstructure replication of a austenitic stainless steel tube sheet (heat exchanger)

With its 6 x 11-inch fully automated stage, the high-resolution Keyence VR enhances our capabilities for measuring and analyzing large samples. It can be utilized in nearly all industries and at every step of engineering, from research and development to production, and from quality control through analysis of failures and defect investigation.

The Keyence VR is just one of the many pieces of advanced technological and analytical equipment we utilize to assist customers in understanding their complex matters.

  • Messung komplexer Profile
    • Die Keyence VR kann jedes 2D- oder 3D-Objekt oder jede Oberfläche scannen und bietet jede Art von 2D- und 3D-Oberflächen- oder Profilmessung. Es ermöglicht auch berührungslose Messungen der Oberflächengüte und Rauheit sowie die Bewertung der wahren Oberflächenebenheit.
  • Oberflächengüte und Rauheit
    • Die Prüfung der Oberflächengüte und Rauheit kann in unserem Labor oder vor Ort mit unseren hochauflösenden, schrumpfungsfreien Replikationsmedien durchgeführt werden.
  • Produktdefekt und Passform
    • Wurde eine Gummidichtung unsachgemäß eingebaut oder war sie vom Hersteller defekt? Stimmte der Dichtungssitz mit den Dichtungsabmessungen überein? Um diese Fragen zu beantworten, können wir die hochauflösenden 3D-Profilmessungen der Keyence VR nutzen.
  • Herstellungsfehler
    • Wir können die Keyence VR für die Bewertung von Komponenten (z. B. Sanitärarmaturen) auf ungewöhnliche Verschleißnarben, Formfugen, Verformungen, Gewindeschäden oder Korrosionsfraß verwenden.
  • Umweltschäden an Dächern
    • Bedingte Hagelschäden an Gürtelrose können schwer zu charakterisieren und zu bewerten sein. Mit dem Einsatz der Keyence VR können wir Schäden an Dachschindeln bewerten, charakterisieren und bestätigen.
  • Zerstörungsfreie Analyse
    • 3D-Profilmessungen von Zahnrädern und Buchsen sind nun ohne zerstörende Prüfung möglich. Dies ermöglicht es unseren Projektmanagern, Verschleißmuster schnell und effizient mit hoher Genauigkeit und Wiederholgenauigkeit zu bewerten.
  • Defekte an der Spritzgießform
    • Spritzgussformen und -matrizen können unsachgemäß verschleißen, was zu Defekten am Endprodukt führt. Wir können jetzt diese Verschleißnarben und Fehler messen, um die Abmessungen der Formen und Matrizen zu charakterisieren und zu identifizieren.

High resolution 3D surface roughness SA scan of a medical implant

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