Buehler® SumMet™

Ätzen
ÄTZEN
Das metallographische Ätzen umfasst alle Prozesse,
um besondere strukturelle Merkmale eines Materials
zum Vorschein zu bringen, die im polierten
Zustand nicht erkennbar sind. Die Überprüfung
nicht geätzter Proben kann strukturelle Merkmale
wie Porosität, Risse und Einschlüsse hervorbringen.
Viele dieser Merkmale werden mittels Bildanalyse
im ungeätzten Zustand erfasst und ausgewertet.
Eine Ätzung kann unerwünschte Nebenerscheinungen
hervorrufen und eine Bildanalyse erschweren
oder unmöglich machen. Ein klassisches Beispiel
ist die Reinheitsgraduntersuchung in Stahl
oder die Graphituntersuchung. Nichtmetallische
Einschlüsse sind in allen Metallen vorhanden, nicht
nur in Stählen. Viele intermetallische Phasen und
Nitride können im polierten Zustand erfolgreich
untersucht werden.
Bei Nichteisenlegierungen, die ein Hexagonales
Raumgitter aufweisen (Beryllium, Hafnium,
Magnesium, Titan, Uran und Zirkon), kann die
Korngröße im polierten Zustand mit Hilfe eines
optischen Kontrastverfahrens (polarisiertes Licht)
sichtbar gemacht werden.
Die Abbildung unten zeigt die Mikrostruktur einer
kaltgezogenen Zirkonium Probe in polarisiertem
Licht. Dieses Verfahren produziert eine Kornfarbätzung
anstatt einer kategorisch geätzten Probe, wo
nur die Korngrenzen dunkel sind.
Ätzverfahren
Die mikroskopische Untersuchung wird normalerweise
auf eine Maximalvergrößerung von 1000x
beschränkt, bei der die Grenzen der Auflösung
erreicht werden, es sei denn, Ölimmersionsobjektive
finden Anwendung. Durch die Verwendung
von Bildanalysesystemen kann die Optik verbessert
werden, obwohl die Auflösung immer noch
bei max. 0,2 - 0,3 µm liegt. Eine mikroskopische
Untersuchung einer richtig präparierten Probe
offenbart eindeutig strukturelle Merkmale wie
Korngröße, Ausscheidungen sowie die Form und
Größe von Phasen und Einschlüssen. Durch die
Untersuchung der Mikrostruktur kann festgestellt
werden, welche mechanische oder thermische Behandlung
das Metall durchlaufen hat. Viele dieser
Untersuchungen sind genormt (ASTM und andere
Standards) und in vielen Bildanalysesystemen zur
Auswertung integriert.
Das Ätzen wird durch Eintauchen, Wischen oder
elektrolytisch mit einer geeigneten chemischen
Lösung durchgeführt, die im Grunde genommen
selektive Korrosion produziert. Wischätzen wird
bevorzugt für jene Metalle und Legierungen verwendet,
die eine Oxidschicht auf der Oberfläche
aufbauen und ein Ätzen schwieriger machen. Dar-
unter fallen Werkstoffe wie rostfreier Stahl, Aluminium,
Nickel, Niob, Titan und deren Legierungen.
Um ein Zerkratzen der Probe zu vermeiden, sollte
kosmetische Watte benutzt werden. Die Ätzzeiten
variieren je nach verwendetem Ätzmittel und
der Korrosionsbeständigkeit der Werkstoffe. Im
Allgemeinen sollte die Ätzstärke bei Mikrountersuchungen
schwächer sein, während für Makrountersuchungen
eine stärkere Ätzung benötigt wird.
Einige Ätzmittel können selektiv ätzen und nur
einzelne Phasen darstellen. Die verwendeten Ätzmittel
stammen aus den Büchern, die im Literaturnachweis
1-3, 9, und ASTM E 407 zu finden sind.
Ätzmittel, welche die Korngrenzen sichtbar machen,
sind für eine erfolgreiche Bestimmung der
Korngröße sehr wichtig. Korngrenzenätzmittel
sind in den Büchern [1-3, 9] zu finden. Problemlösungen
bei der Entwicklung von Korngrenzen,
insbesondere bei der Ätzung auf primären Austenitkorngrenzen,
sind in den Büchern [2, 10 und
11] zu finden.
Mechanische Zwillinge in einer reinen kaltgezogenen
Zikonoium Probe, betrachtet mit polarisiertem Licht (200x)
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