Charakterisierung von Intermetallischen Phasen bei Verzinkten Hochfesten Stählen Mittels Brom-Ätzung

Abstract

Die Ätzung mit Brom eignet sich zum Freilegen von Oberflächen- und Korngrenzenoxiden, dem Auffinden von FeZn-Phasen sowie zur Gefügebestimmung. FeZn-Phasen werden ebenso wenig wie Fe2Al5-xZnx-Kristalle und Oxide von Brom angegriffen. Durch die Brom-Ätzung ist es möglich, alle bei der Feuerverzinkung auftretenden Phänomene gleichzeitig metallographisch zu begutachten.

Beim Glühen von speziellen Stählen in trockener Atmosphäre (14 ppm H2O) können sich an der Stahloberfläche Si-reiche Oxide bilden, die ein Wachstum von Fe2Al5-xZnx-Kristallen, welche als Hemmschicht dienen, stellenweise verhindern. Hier kann es zum Wachstum von FeZn-Phasen kommen. Glüht man bei einem höheren Wasserdampfgehalt von 380 ppm, kann man mittels SEM (Scanning Electron Microscope) eine randentkohlte Zone im Stahl feststellen. Dieses Ergebnis stimmt überein mit GDOES-Tiefenprofilen (Glow Discharge Optical Emission Spectroscopy). Oxide entlang der Korngrenzen sind Mischoxide, intrakristalline Oxide (hier ist die Sauerstoffkonzentration geringer als an der Korngrenze) konnten mittels EDX (Energy Dispersive X‑Ray Spectroscopy) als SiO2 identifiziert werden.

The etching with bromine is suitable for the exposure of intermetallic phases as Fe2Al5-xZnx-crystals and FeZn-phases and for the microstructural determination. FeZn phases as well as Fe2Al5-xZnx-crystals and oxides are not attacked by bromine. The bromine etching makes it possible to examine all phenomena occurring during hot-dip galvanizing at the same time metallographically.

When high strength steels are annealed in a dry atmosphere (14 ppm H2O), Si-rich oxides can be formed on the steel surface, which prevent the growth of Fe2Al5-xZnx-crystals serving as an inhibiting layer. This can lead to the undesired growth of FeZn phases. Annealing at a higher water vapor content of 380 ppm leads to an decarburized zone at the surface of the steel, which can be detected by means of SEM (Scanning Electron Microscope). This result is consistent with GDOES depth profiles (Glow Discharge Optical Emission Spectroscopy). Oxides along the grain boundaries are mixed oxides; intracrystalline oxides (here the oxygen concentration is lower than at the grain boundary) could be identified by means of EDX (Energy Dispersive X‑Ray Spectroscopy) as SiO2.