450 Prakt. Met. Sonderband 38 (2006)
'_Stelle/ Element | Mg | Al | Si Ti Cr_| Mn | Mo | Fe | Zn |
Jin 2] - 1200784710142 - 310/180
3l_- 1151 19] - 155 | _- |522 | 17,3
_ 3 4,9 | 1,9 | - | 3,9 [12,3 [51,8 | 22,7
Tabelle 3: EDX-Analysen aus Bild 11 in Gew.-%
Analysen einer anderen Stelle zeigen im Gegensatz zur Stahlanhaftung eine spröde
gerissene Deckschicht, die am Rande einen zonierten Übergang zum Werkzeugma-
terial aufweist (Bilder 10 und 11). Allerdings ist die eigentliche Keramik noch unter
einer weiteren Reaktionsschicht verborgen, die neben den Bestandteilen der Kera-
mik bereits hohe Eisen- und Zinkanteile enthält. Mit zunehmender Schichtdicke
nimmt auch der Anteil an Legierungselementen zu, die Keramikkomponenten neh-
men ab. Leider sind nur qualitative Aussagen über die Anwesenheit von Sauerstoff
und Stickstoff zu machen.
An einigen Meß stellen belegt die
Abwesenheit dieser Elemente, dass
sich am Kontakt zum Stahl Eisensili-
cide gebildet haben, die Mangan ge-
löst enthalten (Tabellen 4-7). Bemer-
kenswert ist die lokale Aufkonzentra-
tion von Zink, das nachweislich als
metallische Legierung vorliegt, aber
nicht aus dem Stahl stammt. Ferner
fehlen die für die Übergangsschich-
ten typischen Elemente Aluminium
und Magnesium.
Bild 12: Eisensilicidschichten, Analysen siehe
Tabelle 4; Maßstab 10um
Stelle/ Element | Mg AL | Si Cr Mn | Mo | Fe | Zn
ee [649 - | - |22 1 - 1253 [77]
2 - - 1532] - | - 135 ]_- [323
Tabelle 4: EDX-Analysen aus Bild 12 in Gew.-%
Die Abfolge der Reaktionsschichten läßt sich besser in Querbrüchen dokumentie-
ren. Die Bilder 13-17 zeigen eine ca. 1-5 um dicke Reaktionsschicht. Während
das darunter liegende Gefüge (Bild 15) noch das unveränderte typische Silicium-
nitrid-Gefüge mit stengeligen Kristallen in Glasphase erkennen läßt, ist der Quer-
bruch in Oberflächennähe von einem glasig erscheinenden Gefüge bestimmt. Hier
sind sowohl Bestandteile des Siliciumnitrids als auch Eisen neben den Legie-
rungsbildnern zu detektieren. Die glasige Konsistenz läßt darauf schließen, daß
eine Oxynitridschmelze entstanden ist, die Oxide von Silicium, Aluminium, Eisen,
Molybdän, Mangan und Titan enthält, während das darunter liegende Gefüge aus
SiaN4 mit stark abgereicherter Glasphase besteht. Bilder 16 und 17 dokumentie-
ren die Schichtabfolge nochmals an anderer Stelle. Hier sind die einzelnen Über-
gänge auch am Massenkontrast im BSE-Bild besser zu erkennen. Bemerkens-
werterweise fehlt hier an manchen Stellen Zink vollständig
