Prakt. Met. Sonderband 52 (2018) 85
Charakterisierung von Korngrenzoxiden und intermetallischen
Fa Phasen bei verzinkten hochfesten Stählen mittels Brom-Atzung
TEN zu
” Magdalena Maderthaner™", Alexander Jarosik*, Roland Haubner**
deal,
Modul gp * voestalpine Stahl GmbH, voestalpine-Strae 3, 4020 Linz, Osterreich
81 Flächen ** Technische Universitat Wien, Institut für Chemische Technologien und Analytik,
Getreidemarkt 9/164, 1060 Wien, Österreich
Kurzfassung
"an dem Die Atzung mit Brom eignet sich zum Freilegen von Oberflachen- und Korngrenzenoxiden,
dem Auffinden von FeZn-Phasen sowie zur Gefligebestimmung. FeZn-Phasen werden
ebenso wenig wie Fe Als..Zny-Kristalle und Oxide vom Brom angegriffen. Durch die Brom-
Ätzung ist es möglich, alle bei der Feuerverzinkung auftretenden Phänomene gleichzeitig
metallographisch zu begutachten.
Beim Glühen von speziellen Stählen in trockener Atmosphäre (14 ppm H2O) können sich
an der Stahloberfläche Si-reiche Oxide bilden, die ein Wachstum von Fe>2AlsZnx-
Kristallen, welche als Hemmschicht dienen, stellenweise verhindern. Hier kann es zum
Wachstum von FeZn-Phasen kommen. Glüht man bei einem höheren Wasserdampfgehalt
von 380 ppm, kann man mittels SEM (Scanning Electron Microscope) eine randentkohlte
Zone im Stahl feststellen. Dieses Ergebnis stimmt überein mit GDOES-Tiefenprofilen
(Glow Discharge Optical Emission Spectroscopy). Oxide entlang der Korngrenzen sind
Mischoxide, intrakristalline Oxide (hier ist die Sauerstoffkonzentration geringer als an der
Korngrenze) konnten mittels EDX (Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy) als SiO:
identifiziert werden.
1. Einleitung
Hochfeste Stahlbleche zeichnen sich durch ihre hohe spezifische Festigkeit bei
gleichzeitig guter Umformbarkeit fir den Automobilen Leichtbau aus. Um den Stahl vor
Korrosion zu schützen und zu dessen Langlebigkeit beizutragen, wird auf das Stahlband
eine Zinkschicht von wenigen um, typischerweise im kontinuierlichen
Feuerverzinkungsprozess, aufgebracht. Diese Zinkschicht wirkt in der Folge sowohl als
schützende Barriere, als auch im Falle von Verletzungen der Schicht als Opferanode.
Bei der Herstellung wird das kaltgewalzte Stahlband zuerst interkritisch geglüht. Diese
Glühbedingungen sind im Allgemeinen reduzierend für Eisen, jedoch oxidierend für die
unedlen Legierungselemente Si und Mn. Infolgedessen werden diese sauerstoffaffinen
Elemente selektiv oxidiert. In der Folge taucht das Band bei ca. 460 °C in die flüssige
Zn(Al, Fe)-Schmelze ein und die Stahlbandoberfläche reagiert in Form einer reaktiven
Benetzung mit dem Zn(Al, Fe)-Bad unter Bildung einer flächendeckenden Schicht aus
Fe,Als..Zny-Kristallen. Wenn sich diese sogenannte Hemmschicht nicht gut ausbildet, kann
es zum Wachstum von spröden, intermetallischen FeZn-Phasen kommen. Diese Phasen
sind unerwünscht, da sie die Oberflächenqualität des verzinkten Stahlbandes
verschlechtern und zu Zn-Haftungsproblemen führen können. [1]
