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Wärmebehandlungen sind in der Industrie eine der mächtigsten Methoden, um die Eigenschaften unterschiedlicher Werkstoffe einzustellen. Die physikalische Basis für den Erfolg dieser Prozessierung sind meist Phasenumwandlungen und daraus resultierende chemische und strukturelle Umwandlungen des Werkstoffes. Zur Erforschung der optimalen Wärmebehandlungsroute sind typischerweise zeitaufwendige Versuche mit zahlreichen Wärmebehandlungsschritten und anschließender aufwendiger mikrostruktureller Untersuchung notwendig.
Mittels in-situ Bildgebung kann dieser enorme Zeitaufwand deutlich reduziert werden: Hochtemperatur-Rasterelektronenmikroskopie (HT-REM) und Hochtemperatur-Laserkonfokalmikroskopie (HT-LSCM). Bei diesen Methoden ist es möglich, während der Wärmebehandlung die ablaufenden Prozesse direkt zu beobachten und zu analysieren. Alle oberflächlich erkennbaren Prozesse können so mitverfolgt werden: Phasenumwandlungen, Kornwachstum und Rissausbreitung durch Wärmeausdehnung sind nur ein paar der Beispiele.
Aktuell wird dafür besonders in der Metallurgie HT-LSCM verwendet [1–3]. Alternativ kann auch HT-REM verwendet werden [4–6]. Dabei hat jede Methode ihre Vor- und Nachteile. Diese Arbeit soll aufzeigen, welche Methode in der praktischen Metallographie die mächtigere ist. Zusätzlich soll gezeigt werden, wie einfach ein bestehendes REM in die Hochtemperatur-Konfiguration umgebaut werden kann und welches weitere Potenzial dabei besteht.
Anschauliche Beispiele wie Phasenumwandlungen in einer Bronze und thermische Rissausdehnung an einer Wolfram-Probe unterstreichen das jeweilige Leistungsvermögen der Untersuchungsmethoden.
Referenzen:
[1] Shibata, H.; Yin, H.; Yoshinaga, S.; Emi, T.; Suzuki, M.: ISIJ International 38 (1998) 2, 149–156, DOI: 10.2355/isijinternational.38.149.
[2] Chikama, H.; Shibata, H.; Emi, T.; Suzuki, M.: Mater. Trans., JIM 37 (1996) 4, 620–626, DOI: 10.2320/matertrans1989.37.620.
[3] Mu, W.; Hedström, P.; Shibata, H.; Jönsson, P. G.; Nakajima, K.: JOM 70 (2018) 10, 2283–2295, DOI: 10.1007/s11837-018-2921-1.
[4] Le Gall, R.; Liao, G.; Saindrenan, G.: Scripta Materialia 41 (1999) 4, 427–432, DOI: 10.1016/S1359-6462(99)00109-8.
[5] Liao, G. J.; Le Gall, R.; Saindrenan, G.: Materials Science and Technology 14 (1998) 5, 411–416, DOI: 10.1179/mst.1998.14.5.411.
[6] Gregori, G.; Kleebe, H.-J.; Siegelin, F.; Ziegler, G.: J Electron Microsc (Tokyo) 51 (2002) 6, 347–352, DOI: 10.1093/jmicro/51.6.347.