Prakt. Met. Sonderband 30 (1999) 181
. Mikrocharakterisierung und Nanobereichsanalytik des Schnellarbeitsstahles S 6-5-2-5
v
ene er Peter Warbichler, Ilse Papst, Ferdinand Hofer, Forschungsinstitut für Elektronenmikroskopie und
ner Mod Zentrum für Elektronenmikroskopie, Technische Universität Graz,
0 oh Gottfried Pöckl, Böhler Edelstahl GmbH, Kapfenberg
Einleitung
Schnellarbeitsstähle werden wegen ihrer hervorragenden Verschleißbeständigkeit für
schnelldrehende Werkzeuge (wie z.B. Bohrer, Fräser) verwendet. Die hohe Warmfestigkeit ist auf
den großen Anteil an primären Karbiden zurückzuführen, die bereits während der Erstarrung
gebildet und bei der Warmumformung in Form, Größe und Orientierung verändert werden. Im
Gefüge eines optimalen Schnellarbeitsstahles sollen die Primärkarbide ungefähr 1-3um groß und
homogen verteilt sein. Dies wird annähernd durch eine pulvermetallurgische Fertigung erzielt, was
allerdings mit großem Aufwand und daher mit hohen Kosten verbunden ist. Diese
pulvermetallurgischen Stähle werden nur für Spezialanfertigungen eingesetzt. Die meisten
Schnellarbeitsstähle werden nach wie vor konventionell mit weniger idealen Karbidverteilungen
und -größen (Zeilengefüge durch Walzvorgang und sehr grobe Karbide durch lange
Erstarrungszeiten) hergestellt. Daher ist es das Bestreben auch bei diesen Stählen durch bestimmte
Prozeßverfahren Gefüge mit feineren, homogen verteilten Karbiden zu erzeugen. Ziel der
vorliegenden Untersuchung war es, sowohl die Primärkarbide als auch die Sekundärkarbide in zwei
Schnellarbeitsstählen, deren Zusammensetzungen sich nur im Spurenelementbereich unterscheiden,
rschiedlichr mittels Analytischer Elektronenmikroskopie (AEM) morphologisch und analytisch zu
5 charakterisieren.
en führen zu
wa Die traditionelle Transmissionselektronenmikroskopie ist eine effiziente Untersuchungsmethode für
MM die Darstellung der Mikromorphologie von Metallen und Legierungen. Mittels Hell- und
Mn i Dunkelfeldabbildung lassen sich z. B. Korngrenzen, Gitterfehler und Ausscheidungen sehr gut
3 al abbilden. Sind in das Matrixmaterial Ausscheidungen mit unterschiedlicher chemischer
d m fo Zusammensetzung und Kristallorientierung eingebettet — so wie es bei Stihlen im Allgemeinen der
TE Fall ist — stößt man an die Grenzen der konventionellen Techniken. Eine Erweiterung des
Beeinflussung Mikroskops zum Analytischen Transmissionselektronenmikroskop (AEM) ermöglicht es mittels der
energiedispersiven Röntgenspektroskopie (EDXS) und der Elektronenenergieverlustspektroskopie
(EELS) qualitative und quantitative Aussagen über die chemischen Zusammensetzungen von
einzelnen Ausscheidungen zu geben. Diese punktuelle Untersuchungsmethode ist sehr zeitintensiv
und es ist nicht möglich, die Gesamtheit aller sich im untersuchten Probenvolumen befindlichen
nde, 30. Ausscheidungen zu erfassen. Mehr Möglichkeiten bietet die Energiefilternde Transmissions-
| elektronenmikroskopie (EFTEM), mit deren Hilfe sämtliche Ausscheidungen innerhalb eines
i bestimmten Probenvolumens, unabhängig von ihrer Orientierung in der Matrix, sowohl
morphologisch als auch analytisch erfaßt werden können. Die Grundlage der Energiefilterung
« bildet die EEL-Spektroskopie (1). Mittels bestimmter Verfahren (2) ist es möglich mit der EFTEM
ht. (1997) elementspezifische zweidimensionale Verteilungsbilder zu erhalten, die sowohl Informationen über
die Gesamtzahl aller Ausscheidungen im untersuchten Probenbereich als auch über ihre chemische
pie ane Zusammensetzung geben.
LY. 123-1
am behavior & Experimentelles
Die Effizienz der EFTEM soll an zwei Schnellarbeitsstihlen des Typs S 6-5-2-5 demonstriert
werden (Zusammensetzung: 0,9%C, 4%Cr, 6%W. 5%Mo, 2%V und 5%Co). Beide Stähle wurden
