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Metallographische Vorbereitung von Magnesium

Metallographische Vorbereitung von Magnesium
Die Vorbereitung von Magnesium und seinen Legierungen ist aufgrund der niedrigen Matrixhärte und der höheren Härte der Ausscheidungsphasen, die zu Spannungsproblemen führen, sowie aufgrund der Reaktivität des Metalls ziemlich schwierig. Beim Trennen, Schleifen oder bei der Handhabung kann es bei übermäßigem Druck zu einer mechanischen Zwillingsbildung kommen. Bei den abschließenden Polier- und Reinigungsvorgängen sollte der Einsatz von Wasser vermieden oder minimiert werden, außerdem wird eine Vielzahl von Lösungen vorgeschlagen. Reines Magnesium wird von Wasser langsam angegriffen, während dies bei Mg-Legierungen komplett anders ist. Einige Autoren geben an, dass bei keinem der Verarbeitungsschritte Wasser verwendet werden sollte, sie nutzen stattdessen eine 1:3-Mischung von Glyzerin und Ethanol als Kühlmittel, sogar beim Schleifen. Verwenden Sie beim Schleifen immer ein Kühlmittel, da feiner Mg-Staub eine Brandgefahr darstellt. Durch die Anwesenheit harter intermetallischer Phasen kann die innere Spannung schwer zu kontrollieren sein, insbesondere wenn raue Tücher verwendet werden.
Figure 6.3 Mechanical twinning in deformed high-purity magnesium (99.8% Mg) (acetic-picral etch, crossed polarized light plus sensitive tine, 50X).
Tabelle 6.3: 5-Schritt-Methoden für Magnesiumlegierungen
Trennen Präzisionstrennmaschine, ohne Wasser und mit einem 15HC-Blatt, empfohlen für den Einsatz bei Metallmatrix-Verbundwerkstoffen, PCBs, Knochen, TI, TSC
Montage Gießbar, typischerweise mit EpoxiCure 2, EpoThin 2 oder SamplKwick
Oberfläche Schleifmittel/Größe Belastung – lbs. [N]
Prüfstück
Grunddrehzahl [U/min] Relative Rotation Zeit [min:sec]
CarbiMet 320[P400] Körnung SiC*
wassergekühlt
3[13] 300 Complimentary Rotation bis Planität
TexMet C 9 µm MetaDi, ölbasiert
Diamant
3[13] 150 Contra Rotation 6:00
TexMet C 3 µm MetaDi, ölbasiert
Diamant
3[13] 150 Complimentary Rotation 5:00
TexMet C 1 µm MetaDi, ölbasiert
Diamant
3[13] 150 Complimentary Rotation 4:00
ChemoMet 0,05 µm MasterPolish 4[18] 150 Contra Rotation 1:30
Platen = Trägerplatte Specimen Holder = Probenhalter *Die SiC-Oberfläche wurde mit Wachs beschichtet, um die Einbettung zu minimieren.
Bild und Analyse Dendritische Abstände, Porositätsbewertung, Korngröße
Härteprüfung Brinell
Figure 6.4 As-cast microstructure of a magnesium alloy with 2.5% of rare earth elements, 2.11% Zn and 0.64% Zr showing a film of the rare earth elements in hte grain boundries, alloy segmentation within grains ('coring' revealed by color variation within grains) and a few mechanical twins in hte grains (acetic-picral etch, crossed polarized light plus sensitive tint, 100X)
MasterPolish ist nahezu wasserfrei und liefert als abschließendes Poliermittel ausgezeichnete Ergebnisse (siehe Abbildungen 6.3, 6.4). Reinigen Sie die Proben nach dem letzten Schritt mit Ethanol. Die Reinigung ohne Wasser nach dem letzten Schritt ist schwierig. Nachdem die Probe nach dem letzten Schritt ca. 1 Sekunde unter fließendes Wasser gehalten wurde, war die Reinigung nicht mehr so schwierig. Dieser Vorgang schien auch die Mikrostruktur nicht zu beschädigen. Kosmetische Wattebäusche können beim Ätzen die Oberfläche verkratzen. Für beste Ergebnisse kann ein Ätzen-Polieren-Ätzen-Zyklus erforderlich sein. Magnesium hat eine hexagonale, dicht gepackte Kristallstruktur und reagiert auf polarisiertes Licht. Wenn Sie eine kurze Vibrations-Politur mit den Materialien durchführen, die sie im letzten Schritt verwendet haben, verbessert sich die Reaktion.

TIPPS FÜR DIE BEARBEITUNG VON LEICHTMETALLEN

Tragen Sie beim Polieren Diamantpaste auf und verwenden Sie Läppöl oder ölbasierte MetaDi-Diamantsuspension, die bis 1 µm erhältlich ist, mit einem mittelrauen Tuch.

Weitere Informationen zur metallographischen Probenvorbereitung von Magnesium und anderen Metallen finden Sie im SumMet-Leitfaden von Buehler.