Prakt. Met. Sonderband 50 (2016) 151
Phasencharakteräsierung mittels korrelativer Mikroskopie an einer
biokompatiblen Co-Cr-W Legierung
Irmgard Weißensteiner”, Patrick Voigt‘”, Verena Maier-Kiener”, Helmut Clemens”
* Department Metallkunde und Werkstoffprüfung, Montanuniversität Leoben, Roseggerstraße 12, 8700 Leoben,
Österreich;
** Titanium Solutions GmbH, Am Wall 127, 28195 Bremen, Deutschland;
1. Einleitung
Die ausgezeichnete Korrosions- und Verschleißbeständigkeit von Co-Cr Legierungen sind wichtige
Gründe für die häufige Anwendung dieser Materialgruppe als Implantatwerkstoff [1]. Vor allem in
der Dentaltechnik werden dabei Implantate oft aus gegossenem Co-Cr Ausgangsmaterial durch eine
Kombination aus computergestützter Konstruktion und Fertigung hergestellt [2]. Die hohen Gehalte
an Legierungselementen können zur Ausbildung intermetallischer Phasen führen, welche die
Zerspanbarkeit jedoch negativ beeinflussen. Für die Optimierung der Bearbeitbarkeit ist daher eine
genaue Charakterisierung der vorhandenen Phasen notwendig.
In dieser Arbeit wird der Einfluss des heißisostatischen Pressens (HIP), welches nach dem Abguss
erfolgt, auf die Mikrostruktur und auf die Härte untersucht. Um Änderungen der Mikrostruktur
beschreiben zu können, wurden die auftretenden Phasen mit der Kombination aus
Rasterelektronenmikroskopie, energiedispersiver Röntgenspektroskopie (engl. Energy Dispersive
X-ray Spectroscopy, EDX) und Elektronenrückstreubeugung (engl. Electron Backscatter
Diffraction, EBSD) identifiziert. Des Weiteren wurden zwei Ätzmethoden auf ihre Eignung für die
Untersuchung im Lichtmikroskop (LIMI) sowie quantitative Phasenanalyse verglichen.
2. Material und Methoden
Das untersuchte Material wurde in Ingots mit einem Durchmesser von 100 mm abgegossen. Eine
Untersuchung der chemischen Zusammensetzung ergab eine Legierungszusammensetzung von Co-
24Cr-8W-3Mo (in Masse-%). Um eventuell vorhandene Poren aus dem Gussprozess zu entfernen,
wurde das Material heißisostatisch verdichtet. Aus den Ingots im Guss- und im HIP-Zustand wurde
jeweils eine Scheibe zur metallographischen Untersuchung abgetrennt.
Die Gussstrukturen beider Zustände wurden mithilfe einer Makroätzung nach [3] dargestellt. Die
metallographische Präparation umfasste dabei Plan- und Feinschleifen mit SiC Papier sowie
Polieren mit Diamantsuspension bis 1 um. Unmittelbar vor der Ätzung wurde die Probe noch mit
der Oxidpoliersuspension OPS von Struers für 3 min poliert und anschließend mit Wasser zur
rückstandsfreien Entfernung des Poliermittels nachpoliert. Die Makroätzlösung nach Chaporova [3]
besteht aus HCI (32 %), in der FeCls bis zur Sättigung aufgelöst wird. Beide Proben wurden für
jeweils acht Minuten unter leichtem Bewegen des Behälters in die FeCl;-Lösung getaucht und
anschließend mit Wasser gespült.
Für weitere metallographische Untersuchungen wurden aus dem Zentrum Probenstücke von
10x10x5 mm? mit einem Labortrenngerät schonend herausgetrennt, um eventuelle Einflüsse der
