328 Prakt. Met. Sonderband 52 (2018)
Elektronenrückstreubeugung (EBSD, engl.: electron backscatter diffraction) und der
Rietveldanalyse aus R&ntgenbeugungsexperimenten (XRD, engl: X-ray diffraction)
verglichen und entsprechend interpretiert.
2. WERKSTOFFE UND VERFAHREN
Die im Rahmen dieser Arbeit untersucht TNM-Legierung wurden von der Neue Materialien
Fürth GmbH (Deutschland) in einer A2X-Elektronenstrahlschmelzanlage der Firma Arcam
gefertigt. Hierbei wird schichtartig („layer-by-layer“) und selektiv auf CAD Daten basierend
eine auf eine Bauplattform aufgetragene Pulverschicht mittels eines abgelenkten
Elektronenstrahls erschmolzen, bevor eine neue Pulverschicht über eine Rakel zugeführt
wird und der Vorgang wiederholt wird. Der Prozess läuft unter Vakuum ab und resultiert in
nahezu dichten, endformnahen Bauteilen [5,6]. Chemische Analysen der additiv
gefertigten Proben ergaben eine Zusammensetzung von Ti-42,1Al-4,1Nb-1Mo-0,1B
(at. %), wobei der Verlust an Aluminium im Vergleich zur nominellen Zusammensetzung
auf prozessbedingtes Verdampfen leichter Elemente zurückzuführen ist [8,9]. Die Proben
wurden zur metallographischen Aufbereitung getrennt, bis zu einer Körnung von 4000 mit
SiC-Papier nass geschliffen und anschließend mit einer Diamantsuspension (3 um und
1 pm) und einer OPS-Suspension jeweils zwei Minuten lang poliert. Die A!
lichtmikroskopischen (LM) Untersuchungen des Probenmaterials wurden an einem Zeiss iid
Axio Imager M1m durchgeführt. Um eine ausreichende Kontrastierung der vorliegenden Ti
Phasen zu erreichen wurden die Proben davor mit einem Struers LectroPol-5 einer iE
Farbatzung nach Ence und Margolin unterzogen [10-12]. Nach einer Atzzeit von 5 s bei ME
45 V und einer gerétespezifischen Flussrate von 8 heben sich die einzelnen Phasen Bree
optisch deutlich voneinander ab. Ergänzend wurden rasterelektronenmikroskopische liche
(REM) Aufnahmen im Rückstreuelektronenkontrast (BSE, engl.: backscattered electrons) Lg
mittels eines Zeiss EVO 50 mit einer LaBs-Kathode und einer Beschleunigungsspannung aE
von 15 kV angefertigt. Zur quantitativen Phasenanalyse der LM- und REM-Aufnahmen kro
wurde die Bildanalysesoftware Stream Motion 1.9.3 von Olympus herangezogen. Hierfür von der
wurden diverse Filtermethoden zur Kontrast- und Bildschärfen-verbesserung auf die Phasen
Aufnahmen angewandt, anschließend farbcodiert und ausgewertet. Komplementär wurden RULE
die Phasenanteile ebenfalls iber EBSD mittels einem mit einer EDAX Hikari XP Kamera BE
bestiicktem FIB Versa 3D DualBeam von FEI Europe B.V. ermittelt. Die Auswertung De Eroe
erfolgte mit der Software TSL OIM Analysis 7. Für zusätzliche Informationen zu dieser we
Methode wird an dieser Stelle auf weiterführende Literatur verwiesen [13]. Zusätzlich SRI
wurden an dem additiv hergestellten Grundmaterial XRD-Messungen an einem Bruker D8 im Kor
Advance Diffraktometer mittels Cu-Ka-Strahlung im Winkelbereich von 11-82° und einer Messpur
Schrittweite von 0,02° in Bragg-Brentano-Anordnung durchgeführt. Die quantitative 7 wol. *
Rietveld-Phasenanalyse erfolgte anschließend mit der Software Topas von Bruker anhand makroskı
der in Ref. [14] beschriebenen Richtlinien. Die Mitte
Rand. D
3. ERGEBNISSE UND DISKUSSION Das XRD
Abbildung 1 zeigt Gefügebilder der TNM-Legierung nach der Herstellung über den we
Elektronenstrahl-Schmelzprozess, aufgenommen mittels LM im farbgeétzten Zustand 4 vo
(Abb. 1a) und mittels BSE-Kontrast im REM (Abb. 1b). Drei unterschiedliche Phasen mit Teure?
geordneter Kristallstruktur sind erkennbar: ßo-TiAl (B2-Kristallstruktur), az-TisAl (DO19- gs
Kristallstruktur) und die intermetallische v-TiAl-Phase. die eine tetragonale L1o-Kristall- i Rar