Prakt. Met. Sonderband 46 (2014) 45
METALLOGRAFISCHE PRÄPARATIONS- UND ÄTZTECHNIKEN
ZUR CHARAKTERISIERUNG VON HOCHMANGANHALTIGEN
STAHLEN
S. Preißler, H. Braungardt, C. Höpner, C. Lesch
Salzgitter Mannesmann Forschung GmbH, Salzgitter, Deutschland
ABSTRACT
In den letzten Jahren ist eine steigende Nachfrage der Automobilindustrie nach Stahlwerk-
stoffen mit sowohl hohen Festigkeiten als auch extrem gutem Umformvermögen festzu-
stellen. Um diese anspruchsvolle Anforderung zu erreichen, wurden im Bereich der höher-
bis höchstfesten Stähle neue Legierungskonzepte entwickelt. Eine Schlüsselrolle spielt
hierbei die Entwicklung von hochmanganhaltigen Stahle (Mn ~ 5 — 30 Gew.-%) . Ein Bei-
spiel hierfur sind die HSD®-Stahle — High Strength and Ductility —, welche derzeit kurz vor
dem Einsatz in der Automobilindustrie stehen [1-4]. Da sich diese Werkstoffgruppe bislang
im Entwicklungsstadium befand, gibt es noch wenig Publikationen über Erfahrungen mit
Ätztechniken und deren Gefügeinterpretationen. Die im metallografisch/metallkundlichen
Labor der Salzgitter Mannesmann Forschung GmbH bisher gesammelten positiven wie
auch negativen Erfahrungen hinsichtlich Präparation und Atztechniken werden hier zu-
sammenfassend beschrieben.
1. EINLEITUNG
Die Anforderungen an die Metallografie haben sich seit Beginn der Entwicklung von
hochmanganhaltigen Güten im Vergleich zur konventionellen Metallografie an unlegierten
Kohlenstoffstählen (Mn = 2 Gew.-%) sehr verändert. Das breite Spektrum an Legierungs-
variationen in Kombination mit nachgelagerten thermischen oder thermomechanischen
Prozessen stellt die metallografische Präparation und Kontrastierung vor neue Herausfor-
derungen. Im Lichtmikroskop zeigen sich bekannte wie auch unbekannte Strukturen, die
dokumentiert und charakterisiert werden müssen. Dabei geht es nicht allein um deren
Identifizierung, sondern häufig auch gleichzeitig um die Differenzierung zwischen artifiziel-
len und realen Gefügebestandteilen.
Primärstrukturen wie Dendriten, Seigerungen und Einschlüsse sind ebenso zu charakteri-
sieren wie Ausscheidungen, Korngrößen, Zwillinge und Verformungsstrukturen. Darüber
hinaus sind von der austenitischen Matrixphase abweichende Gefügephasen von beson-
derem Interesse. Dieser kann einerseits real produktionsbedingt und anderseits als Arte-
fakt versehentlich durch unsachgemäße Präparation entstanden sein.
Die nachfolgenden metallografischen Untersuchungen erfolgten an auf Laboranlagen ge-
gossenem hochmanganhaltigen HSD® -Stahl (nominelle Zusammensetzung: 0,7 Gew.-%
C, 15 Gew.-% Mn, 2,5 Gew.-% Al, 2,5 Gew.-% Si) und wurden in Abhangigkeit von den
prozessierbaren Produktformen (Guss, Warmband, Kaltband gegliiht) durchgefihrt. um
einen möglichen Einfluss auf das Gefüge zu identifizieren.
2. PRÄPARATION
Zur Schliffherstellung werden die zu untersuchenden Proben zunächst in elektrisch leitfä-
higem Einbettmittel warmeingebettet, um auch evtl. sich anschließende elektronenmikro-
