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Vortrag

Korrelative Tomographie – 3D Analyse einer AlSi13 Gusslegierung mittels Röntgen-Nanotomographie und Focused Ion Beam Serienschnitten

Mittwoch (16.09.2020)
15:50 - 16:10 Uhr Metallographie

Aluminiumlegierungen mit Silizium als Hauptlegierungselement sind eine weit verbreitete Werkstoffgruppe für Maschinen- oder Fahrzeugteile. Die Mikrostruktur von übereutektischen Al-Si-Legierungen (>12% Si) besteht aus primären Siliziumpartikeln und einem komplex geformten Al-Si Eutektikum. Elemente wie Cu, Mg und Ni werden hinzugefügt, um intermetallische Hartphasen zu bilden, die die mechanischen Eigenschaften bei erhöhten Temperaturen verbessern. Größe, Form und Konnektivität dieser komplex geformten intermetallischen Phasen spielen eine entscheidende Rolle für die Eigenschaften und sind deshalb von großem Interesse. Da die klassischen 2D-Techniken die Konnektivität nicht erfassen können, ist eine 3D-Analyse der Mikrostruktur erforderlich. Aufgrund der Größe der Partikel im µm-Bereich sind nur hochauflösende 3D-Abbildungstechniken geeignet.

Die Röntgentomographie hat in den letzten Jahren eine enorme Entwicklung erfahren und Auflösungen bis 50nm sind nun auch im Labormaßstab erreichbar. Im Bereich der Serienschnitttechniken mittels fokussierten Ionenstrahl (FIB) wurde durch die Entwicklung neuer Ionenstrahlquellen, beispielsweise Xe-Plasma, das analysierbare Volumen in den Bereich von 200µm Kantenlänge deutlich vergrößert. Somit überlappen Auflösungs- und Volumenbereich beider Techniken und eine korrelative Untersuchung des gleichen Probenvolumens wird möglich.

In dieser Arbeit wurden sowohl die 3D-Röntgen-Nanotomographie als auch Serienschnittverfahren mittels Ga-FIB und Xe-Plasma-FIB eingesetzt, um das Gefüge einer AlSi13-Gusslegierung abzubilden. Die 3D-Bilder wurden teilweise im gleichen Probenvolumen aufgenommen, um die Informationen aus den verschiedenen Techniken vergleichen zu können. Anhand der Ergebnisse werden die Vor- und Nachteile der entsprechenden Techniken diskutiert.

 

Sprecher/Referent:
Dipl.-Ing. Michael Engstler
Universität des Saarlandes
Weitere Autoren/Referenten:
  • Jonas Fell
    Universität des Saarlandes
  • Fabian Lutter
    Universität Würzburg
  • Dr. Michael Maisl
    Fraunhofer-Institut für Zerstörungsfreie Prüfverfahren
  • Prof. Dr. Hans-Georg Herrmann
    Universität des Saarlandes
  • Prof. Dr. Frank Mücklich
    Universität des Saarlandes