Prakt. Met. Sonderband 41 (2009) 265
Untersuchung von Versetzungsstrukturen an Reinkupferproben
(Cu-OFHC) mittels ECCI-Technik
m Ultrahigh-
\delfingen, p. J. Bir, C. Schumacher, C. Krober
. Universitit der Bundeswehr Miinchen, Neubiberg
tal Investiga-
h International.
1500 P”, in
1 Einleitung
ponents with
n Hot Sheet Bei der Schadensanalyse stellt sich oft die Frage, ob ein Bauteil durch statische oder zyklische
Belastung zu Schaden gekommen ist. Nicht immer ist die Ursache des Versagens sofort und
Material Prop- eindeutig feststellbar. Ein mogliches Unterscheidungskriterium stellen Versetzungsstrukturen im
ational, 2008, Gefüge dar. Diese Versetzungsstrukturen konnen mit Hilfe eines Transmissions-Elektronen-
Mikroskops (TEM) nachgewiesen werden. Die Probenpräparation ist jedoch sehr aufwändig, zudem
80. können nur sehr kleine Probenvolumen untersucht werden.
of Low-Carbon Eine Möglichkeit, Versetzungsstrukturen großflächig im REM sichtbar zu machen, bietet die
onference on ECCI-Technik (Electron-Channelling-Contrast-Imaging) [1, 2]. Dieses Verfahren erfordert eine
rida, 2008, p. möglichst ebene und verformungsfreie Probenoberfläche, der Präparationsaufwand ist aber
verglichen mit TEM-Proben deutlich geringer. Im Folgenden sollen die Möglichkeiten dieser
s der Anlassin- Technik an Proben aus OFHC-Kupfer aufgezeigt werden.
gem Kohlen-
‘Tempering in 2 Experimentelle Durchführung
3 notes. Alle Untersuchungen wurden an hochreinem, sauerstofffreiem Kupfer (Cu-OFHC) durchgeführt.
Die Proben wurden nach der Fertigung 2 Stunden unter Schutzgasatmosphäre rekristallisierend bei
, Materials 420°C gegliiht und im Ofen abgekühlt, um fertigungsinduzierte Spannungen und Verformungen
abzubauen.
>nt in Medium- Die monotone und zyklische Verformung wurde mit einer Zugpriifmaschine vom Typ Zwick
1484 an Flach-Zugproben E 3x8x30 nach DIN 50125 durchgefiihrt. Die Ermiidungsversuche
ment in 4130 erfolgten spannungskontrolliert bei einem Spannungsverhiltnis von R=0,1.
A, 1983, 14A. Zur Untersuchung der Versetzungsstruktur um einen Ermiidungsriss wurde an einseitig gekerbten
Flachproben in einer eigens fiir Rissausbreitungsexperimente konstruierten Anlage unter
Alloy Steels.” symmetrischer Zug-Druckbelastung ein Ermiidungsriss eingebracht. Eine Beschreibung der
Versuchsanordnung und der Versuchsdurchfiithrung ist [3] zu entnehmen.
Für die ECCI-Untersuchungen wurden alle Proben zunächst manuell geschliffen und bis 1um
mechanisch poliert. Um eine verformungsfreie Oberfläche zu erhalten, wurden die Proben
anschließend mit einem Elektropoliergerät vom Typ Struers Lectropol mit dem Elektrolyten D2 bei
einer Spannung von 24 V und einer Elektrolyttemperatur von 5°C für 45 s elektropoliert.
Die ECCI-Untersuchungen wurden mit einem Rasterelektronenmikroskop vom Typ Zeiss Ultra
55 durchgeführt. Alle Bilder wurden bei einer Beschleunigungsspannung von 20 kV und einem
Arbeitsabstand von 3 mm aufgenommen. Die Bildaufnahme erfolgte mit dem sogenannten AsB-
Detektor, einem Halbleiter-RE-Detektor, der direkt in der Endlinse integriert ist. Um kurze
Bildaufnahmezeiten zu erhalten, wurde mit einer großen Blende gearbeitet. Zudem wurde der high-
