Evaluierung von Präparationsmethoden zur Gefügeuntersuchung von Aluminium-Crossover-Legierungen

Das Ziel dieser Arbeit ist die Ermittlung einer optimierten Präparationsmethode für lichtmikroskopische Untersuchungen einer Aluminium-Crossover-Legierung mit besonderem Fokus auf ihre Polier- sowie Ätzmöglichkeiten. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Bestimmung des Einflusses der Wärmebehandlung, der Prozessabfolge und des Korngrößeneffektes. Die Metallografie ist unerlässlich, um Informationen über die Gefügemorphologie, die Phasenverteilung und die Einschlusscharakteristik zu erhalten sowie etwaige mechanische Eigenschaften eines metallischen Werkstoffes zu bestimmen. Dabei sind die Präparationsmöglichkeiten vom Werkstoff und seiner Prozesshistorie abhängig. Folglich ist es notwendig, für jede ¿neuartige¿ Legierung eine geeignete Entnahme-, Präparations-, sowie Kontrastierungsmethode zu bestimmen. Dazu werden mit Industrieblechen einer 5/7-Crossover-Legierung mit jeweils unterschiedlicher Wärmebehandlung und Prozessabfolge Versuche durchgeführt. Für die Bewertung des Korngrößeneffektes sind Experimente mit einer selbst hergestellten 5/7-Legierung abzuarbeiten. Anschließend sind Proben zu entnehmen, aufzubereiten und mit diversen Polier-, bzw. Ätzmethoden zu behandeln und unter verschiedenen lichtmikroskopischen Parametern zu untersuchen. Mit Hilfe des durchgeführten Versuchsplanes, ist es möglich, gut sichtbare, reproduzierbare Gefügebilder darzustellen und die resultierenden Korngrößen automatisch auszuwerten. Die Ergebnisse zeigen, dass gewalzte 5/7-Crossover-Bleche mit einem Zn/Mg-Verhältnis von < 1 nach erfolgter Wärmebehandlung (lösungsglühen, abschrecken, warmauslagern) in Korngrößen von < 6 µm resultieren. Zudem zeigen die Experimente, dass vier unterschiedliche Ätzmittel (Barker, Lösung nach Petzow, Dix-Keller und Weck) mit der Wahl geeigneter Ätz-Parameter eine automatische Auswertung der Mikrostruktur von 5/7-Crossover-Legierungen nach dem Lackeinbrennen (185 °C, 20 min) ermöglichen. Dabei wurde die Dix-Keller-Ätzung als beste Präparationsstrategie bestimmt. Dabei handelt es sich um eine spezifische Kombination aus HCl, HNO3, HF und dest. Wasser, welche die Korngrenzen der Crossover-Legierung angreift. Diese Technik führt auch bei einer veränderten Prozessfolge zu automatisch auswertbaren Gefügebildern und kann bei variierender Korngröße zumindest für die Übersicht und manuelle Korngrößenbestimmung von 5/7-Blechen Einsatz finden. Die Experimente zeigen zudem einen deutlichen qualitativen Unterschied zwischen den elektrolytischen bzw. nicht-elektrolytischen Präparationsmethoden von gewalzten Crossover-Blechen. Es stellt sich heraus, dass die normallerweise bevorzugte Barker-Methode in inhomogen geätzte Proben resultiert.