Abstract
In the field of hot working, modelling of austenite grain size makes a significant contribution to the prediction of future material properties. One of the difficulties when it comes to modelling is the detection of grain sizes at different recrystallization stages by means of etching methods. Especially with high-purity steels with a martensitic structure, imaging of prior austenite grain boundaries without simultaneous highlighting of lath martensite boundaries, is, in many cases, only possible to some extent when using etching technology. Due to small electrochemical potential differences, increased purity of the alloy causes a more uniform etching attack on grain and lath boundaries and thus leads to a poorer discrimination. An alternative technique for grain size determination is Electron Backscatter Diffraction (EBSD). However, this technique maps only a relatively small area of the sample and is also significantly more expensive than the combination of electrolytic etching and light microscopic analysis.
Therefore, this work will present a novel electrolytic etching technique for light microscopic imaging of prior austenite grain boundaries in high-purity and corrosion-resistant grades of precipitation hardening steels. For this purpose, a series of tests was carried out on the alloy PH15-5 and the results were verified by correlative EBSD measurements.
Kurzfassung
Im Bereich der Warmumformung bildet die Modellierung der Austenitkorngröße einen wesentlichen Beitrag zur Vorhersage der späteren Materialeigenschaften. Eine Schwierigkeit dieser Modellierung besteht darin, die Korngrößen durch ätztechnische Methoden bei unterschiedlichen Stadien der Rekristallisation zu erfassen. Besonders bei hochreinen Stählen mit martensitischer Struktur ist die Darstellung der ehemaligen Austenitkorngrenzen, ohne gleichzeitiges Hervorheben der Martensitlattengrenzen, durch ätztechnische Methoden oft nur bedingt möglich. Eine erhöhte Reinheit der Legierung führt aufgrund geringer elektrochemischer Potentialunterschiede zu einem gleichmäßigeren Ätzangriff von Korn- und Lattengrenzen und dadurch zu einer schlechteren Unterscheidbarkeit. Eine alternative Methode zur Korngrößenbestimmung stellt die Elektronenrückstreubeugung (EBSD) dar, welche jedoch eine verhältnismäßig kleine Probenfläche abbildet und zudem deutlich teurer als die Kombination aus elektrolytischer Ätzung und lichtmikroskopischer Analyse ist.
Diese Arbeit präsentiert daher eine neue elektrolytische Ätzmethode zur lichtmikroskopischen Darstellung von ehemaligen Austenitkorngrenzen in hochreinen und korrosionsbeständigen Stahlgüten ausscheidungshärtbarer Stähle. Dafür wurde eine Versuchsreihe an der Legierung PH15-5 durchgeführt und das Ergebnis durch korrelative EBSD-Messungen verifiziert.
References / Literatur
[1] Habibi Bajguirani, H. R.: Mater. Sci. Eng. A338 (2002), 142–15910.1016/S0921-5093(02)00062-XSearch in Google Scholar
[2] Yu, Q.; Dong, C. F.; Liu, Z.B.; Liang, J. X.; Xiao, K.; Li, X. G.: Int. J. Electrochem. Sci.10 (2015) 3, 2035–2044Search in Google Scholar
[3] Cayron, C.; Artaud, B.; Briottet, L.: Mater. Charact.57 (2006) 4–5, 386–40110.1016/j.matchar.2006.03.008Search in Google Scholar
[4] Miyamoto, G.; Iwata, N.; Takayama, N.; Furuhara, T.: Acta Mater.58 (2010) 19, 6393–640310.1016/j.actamat.2010.08.001Search in Google Scholar
[5] Germain, L.; Gey, N.; Mercier, R.; Blaineau, P.; Humbert, M.: Acta Mater.60 (2012) 11, 4551–456210.1016/j.actamat.2012.04.034Search in Google Scholar
[6] Soshina, T. V.; Zisman, A. A.; Khlusova, E. I.: Metallurgist57 (2013) 1–2, 128–13610.1007/s11015-013-9702-4Search in Google Scholar
[7] San Martin, D.; Rivera Diaz del Castillo, P. E. J.; Peekstok, E.; van der Zwaag, S.: Mater. Charact.58 (2007) 5, 455–46010.1016/j.matchar.2006.06.009Search in Google Scholar
[8] Vander Voort, G. F.: Metallography: Principles and practice, 4. Auflage, McGraw Hill, New York, USA, 1999, S. 171 ff.Search in Google Scholar
[9] Baldwin, W.: Metallography and Microstructures 2004 ASM, 9. Auflage, ASM International, Materials Park, USA, 2004, S. 693ffSearch in Google Scholar
[10] Cho, K. S.; Sim, H. S.; Kim, J. H.; Choi, J. H.; Lee, K. B.; Yang, H. R.; Kwon, H.: Mater. Charact.59 (2008) 6, 786–79310.1016/j.matchar.2007.06.013Search in Google Scholar
[11] Mirzadeh, H.; Najafizadeh, A.: ISIJ Int.53 (2013) 4, 680–68910.2355/isijinternational.53.680Search in Google Scholar
[12] Beckert, M.; Klemm, H.: Handbuch der Metallographischen Ätzverfahren, 4. Auflage, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig, Deutschland, 1984, S. 43ffSearch in Google Scholar
[13] Kauczor, E.: Werkstattbücher - Metallographische Arbeitsverfahren, 1. Auflage, Springer-Verlag, Berlin / Göttingen / Heidelberg, 1957, S. 39ff10.1007/978-3-642-87474-1_6Search in Google Scholar
[14] Bell, F.C.; Sonon, D.E.: Metallography9 (1976) 2, 91–10710.1016/0026-0800(76)90008-2Search in Google Scholar
[15] Couturier, L.; De Geuser, F.; Descoins, M.; Deschamps, A.: Mater. Des.107 (2016), 416–42510.1016/j.matdes.2016.06.068Search in Google Scholar
[16] Abbasi, M.; Wie, L. Y.; Nelson, T.W.: Mater. Sci. Technol. Conf. Exhib. 2009, in: Materials Science and Technology, 2009, Curran Associates Inc., Red Hook, 2010Search in Google Scholar
[17] Kitahara, H.; Ueji, R.; Tsuji, N.; Minamino, Y.: Acta Mater.54 (2006) 5, 1279–128810.1016/j.actamat.2005.11.001Search in Google Scholar
[18] Nambu, S.; Shibuta, N.; Ojima, M.; Inoue, J.; Koseki, T.; Bhadeshia, H. K. D. H.: Acta Mater.61 (2013) 13, 4831–483910.1016/j.actamat.2013.04.065Search in Google Scholar
[19] Blewitt, T. H.; Coltman, R. R.; Redman, J. K.: J. Appl. Phys.28 (1957) 6, 651–66010.1063/1.1722824Search in Google Scholar
© 2018, Carl Hanser Verlag, München
