Metallographie Forum

[DeXtRo]

Hallo!

Als Teilaufgabe für eine Ausarbeitung muss ich für die Uni ein paar Worte zum Gefüge notieren, jedoch bin ich auf diesem gebiet nicht gerade ein Experte, deshalb wäre es schön, wenn ihr mir dabei helfen könntet.

Hier die Aufnahmen:

http://foto.arcor-online.net/palb/alben/43/6807343/3838333561336536.jpg

Es handelt sich hierbei um 100Cr6.
Als Ätzverfahren kamen die Nitalätzung und Murakamiätzung zum Einsatz. (Hoffentlich finde ich hier im Forum ein paar Infos zu diesen Verfahren!?)

Gruß

[Kaatz]

Hallo DeXtRo,

die ersten beiden Fotos zeigen das mit Nital (1-3% Salpetersäure) geätzte Gefüge dieses Stahls mit ca. 1,5% Cr.
Diese Ätzung kontrastiert hier das Vergütungs-/Härtungsgefüge. Die kleinen weißen Kugeln sind Karbide, die hier nicht angefärbt werden: Eisen-Chrom-Mischkarbide vom Typ (Fe,Cr)3C oder (Fe,Cr)4C. Diese Karbide sind auf den hohen Kohlenstoffgehalt von ca. 1% zurückzuführen und werden nicht mehr als Sekundärzementit bezeichnet, da sie ja auch Chrom enthalten. Chrom als Legierungselement verschiebt die Umwandlungspunkte im Fe-C-Diagramm zu kleineren Kohlenstoffgehalten und das erklärt die recht große Menge an Karbiden. Auf dem linken Bild kann man noch deutlich die netzartige Anordnung der Karbide erkennen, da sie sich an den Korngrenzen der ehemaligen Austenitkörner ausgeschieden haben. Laut H. Schumann "Metallographie" ist das Gefüge nicht vollständig weichgeglüht worden, wenn sich bandartige Karbidausscheidungen (wie auf dem rechten Bild links) befinden. Also idealerweise sollte das Gefüge aus feinem Martensit (ggf. angelassen, dann: Vergütungsgefüge) und kleinen, gleichmäßig verteilten, kugeligen Karbiden bestehen um die optimalen Gebrauchseigenschaften eines Wälzlagerstahls zu haben: Hohe Härte (63-65 HRC), Verschleißfestigkeit und Elastizität.
Ein Auflösen dieser Karbide bei der Stahlhärtung ist hier ausdrücklich nicht erwünscht und würde als überhitztes/überhärtetes Gefüge bezeichnet werden, welches mit Härteverlust einhergeht.

Nun zur Murakami-Ätzung: Dieses Ätzmittel auf der Basis Kaliumferrizyanid, Kaliumhydroxid und Wasser wird in veränderlichen Anteilen in der Metallographie zu verschiedenen Zwecken benutzt, z.B.:

- Nachweis von Eisenphosphid im Gußeisen,
- Unterscheidung von Ferrit(gelb) und Sigma-Phase (helblau) in nichtrostenden Stählen,
- Unterscheidung von chromhaltigen Karbiden (Braunfärbung) von Fe3C und WC (Wolframkarbiden) in Schnellarbeitsstählen,
- Nachweis von Sonderkarbiden in Chromstählen, Wolfram-Basis-Legierungen und Gusseisen.

Also ich wäre mit der Schlußfolgerung, dass alle braunen Kugeln auf den beiden letzten Fotos Eisen-Chrom-Karbide seien etwas vorsichtig, solange die Ätzmittelzusammensetzung, Ätzdauertemperatur und -dauer nicht bekannt ist.
Allerdings ist mir nicht ganz klar, wozu bei dem geringen Gehalt an Chrom hier diese Ätzung durchgeführt wurde?

Auf den unteren Fotos ist jedenfalls nichts von bandartigen Ausscheidungen der Karbide zu sehen, so dass dieser Gefügeausschnitt einen richtig behandelten Wälzlagerstahl zeigt. Das martensitische Grundgefüge wird von Murakami nicht angefärbt und bleibt hier weiß.

Und jetzt ab an den Badesee!!!


Viel Vergnügen!
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[DeXtRo]

Vielen Dank für die ausgiebige Antwort!

Wenn ich noch erwähnen würde, dass ein Restaustenitgehalt von ca. 10% vorliegt, würden sich dann deine Aussagen in irgendeiner Form ändern?

P.S. bei uns regnets.

[Kaatz]

Nein, denn so geringe Mengen Restaustenit sind lichtmikroskopisch nicht nachzuweisen.

Heute regnet`s in Berlin auch und ist 12°C kühler.

LG,
P.Kaatz
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[CT]

Hallo Kaatz,

ich weiß zwar nicht, wie DeXtRo an die von ihm verlinkten Bilder gekommen ist, da sie aus einem Vortrag von mir stammen, den ich nicht zur freien Nutzung freigegeben habe...
Was mich daneben aber interessiert ist, was du empfehlen würdest, um die besagten M3C-Karbide sichtbar zu machen.

Viele Grüße, CT

[Kaatz]

@ DeXtRo und alle anderen User:
Bitte beachtet die Urheberrechte und kennzeichnet fremde Quellen deutlich mit dem Verfasser/Urheber!

@ CT:

Klassisch mit alkalischer Natrium-Pikrat-Lösung 3 min. bei 50°C, die M3C sowie Fe3C werden dunkelbraun kontrastiert. Murakami benutzen wir nur zur Unterscheidung von diesen schwach legierten Karbiden von den höherlegierten (ab 12 % Cr).

Gruß,
P.K.
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[CT]

Vielen Dank für deine schnelle Antwort! Ich werde das mal ausprobieren.

Grüße, CT