REINHEIT VON STAHL UND ALUMINIUM
Schnelle automatisierte SEM-EDX Analyse von nichtmetallischen Einschlüssen
Nichtmetallische Einschlüsse
Produktion von Stahl & Aluminium
Nichtmetallische Einschlüsse sind mikroskopisch kleine Ausscheidungen in Stählen und anderen Metallen (insbesondere Aluminium), die oft aus Oxiden oder Sulfiden bestehen. Einschlüsse werden absichtlich eingebracht, um bestimmte Werkstoffeigenschaften einzustellen oder sie entstehen als Verunreinigungen während des Herstellungsprozesses. Nichtmetallische Einschlüsse bewirken örtlich begrenzt eine Unterbrechung des Gefüges. Damit beeinflussen sie die Festigkeitseigenschaften negativ.
Reinheitsgrad von Stahl
Die Reinheit kann relativ einfach durch optische Auszählung der Einschlüsse im Schliffbild bestimmt werden (DIN EN 10247, ASTM E45, JIS G 0555, ISO 4967). Dazu wird aus der Schmelze eine Lollipop-Probe gezogen und mittels Schnellverfahren präpariert.
Für die detaillierte Analyse nichtmetallischer Einschlüsse eignen sich vor allem SEM-EDX-Systeme mit automatischer Partikelanalytik, die eine genaue Charakterisierung von Anzahl, Größe, Form und Chemie der Einschlüsse ermöglichen (ASTM E2142).
Einschlüsse führen zu Versagen
Katastrophale Materialfehler, wie Ermüdungsbrüche oder Delaminationsrisse, gehen oft von größeren Einschlüssen aus.
Zuschlagstoffe bei der Stahlherstellung
Bei der Stahlherstellung werden in die Schmelze auch gezielt Zuschläge gegeben. Aluminium und Silizium werden zugesetzt, um Sauerstoff zu binden und zu entfernen („Desoxidation“), mit Calcium wird Schwefel entfernt. Reste der Zuschläge bleiben in der Schmelze als unerwünschte Einschlüsse zurück. Andere Zusätze dienen der gezielten Verbesserung von Eigenschaften wie Festigkeit oder Korrosionsbeständigkeit. So verbessert Mangansulfid die Zerspanbarkeit von Stählen erheblich.
Verstopfung der Gießrohrs ("Nozzle Clogging")
Ein bekanntes Problem bei der Stahlherstellung ist das Verstopfen des Gießrohres durch sukzessive Anlagerung von oxidischen Einschlüssen. Durch die Kontrolle der Oxideinschlüsse bereits in der Schmelze kann dieser Mechanismus verhindert werden, teure Ausfallzeiten werden minimiert.
Phenom ParticleX
Ein System, zwei Einsatzgebiete
Das ParticleX vereint zwei Anwendungsbereiche der SEM-EDX Analytik in einem Gerät. Die Strahlerzeugung mit CeB6-Kathode sorgt für eine hervorragende Brillanz und Auflösung. Vergrößerungen von über 50k-fach sind auch für Einsteiger aus dem Stand erreichbar. Damit gelingt die Analyse von Fehlern und Brüchen bei Metallen (Fraktographie) spielend leicht.
Zum anderen ist das Phenom ParticleX mit der leistungsfähigen Perception Software für die Partikelanalyse und einem Berichtswesen dezidiert für nichtmetallische Einschlüsse ausgestattet.
Spezielle Probenaufnahmen
Aussagekräftiges Reporting
Der Perception Reporter erstellt automatisch Berichte, die Vorlage kann frei nach Kundenwunsch konfiguriert werden. Es stehen Bildergalerien, Dreistoffdiagramme, Histogramme und vieles mehr zur Verfügung.
Highlight-Anwendungen