Ätzen
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ÄTZEN
Oberflächenbehandlung mittels chemischer oder elektrochemischer Verfahren, um die Mikrostruktur eines Werkstoffs sichtbar zu machen.
ÄTZEN
Die nach dem Poliervorgang erhaltene Oberfläche eignet sich für verschiedene Analysen bestimmter Materialparameter. Zu den Untersuchungen, die an polierten Oberflächen durchgeführt werden können, zählen:
– Restschmutzanalyse
– Bestimmung und Klassifizierung von Gusseisensorten anhand der Graphitstruktur
– Rissprüfung
– Porositätsanalyse
– Untersuchung der Verteilung sekundärer Phasen
– Beschichtungsanalyse usw.
Da polierte Oberflächen das Licht jedoch gleichmäßig reflektieren, bleiben Details der Gefügestruktur unsichtbar. Um diese sichtbar zu machen, muss ein Kontrast erzeugt werden – dies geschieht durch Ätzen.
Die meisten metallographischen Untersuchungen erfolgen nach einer Behandlung der polierten Oberfläche mit einer geeigneten chemischen Lösung. Das Ätzen ist notwendig, um verschiedene Parameter wie Korngröße, Verformungsstruktur, Entmischung, Mikrostruktur, Aufkohlungs- oder Nitrierhärtungstiefe sowie Entkohlung sichtbar zu machen.
Hierfür wird eine Vielzahl chemischer Ätzlösungen eingesetzt, deren Zusammensetzung je nach Werkstoff und Analyseziel variiert. Selbst für ein einzelnes Material können mehrere geeignete Ätzlösungen existieren. Fachkundige Anwender können auf Grundlage ihres Wissens über Werkstoffe und Chemie neue Lösungen formulieren. Einige dieser Lösungen sind einfach, andere komplex und enthalten stark reagierende Chemikalien wie Säuren oder Laugen. Daher ist eine gute Laborbelüftung erforderlich, und es sind geeignete Sicherheitsmaßnahmen zu treffen, um das Einatmen von Dämpfen zu vermeiden. Im Zweifelsfall sollte ein so genannter Abzug genutzt werden.
| Ätzmittel | Zusammensetzung | Konzentration | Bedingungen | Kommentare |
| Kalling’s Nr:1 | Destilliertes Wasser CuCl2 | 33 ml | Tauchätzen bei 20° C | Zum Ätzen martensitischer rostfreier Stähle. Martensit erscheint dunkel, während Ferrit farbig dargestellt wird. |
| HCl | 1,5 Gramm | |||
| Ethanol | 33 ml | |||
| Kallings Nr:2 | CuCl2 | 5 Gramm | Tauchätzeng bei 20° C | Zum Ätzen von Duplex-Edelstählen sowie Ni-Cu-Legierungen und Superlegierungen |
| HCl | 100 ml | |||
| Ethanol | 100 ml | |||
| Kellers Ätzmittel | Destilliertes Wasser | 190 ml | 10 -30 Sekunden Eintauchen. Verwenden Sie nur frisches Ätzmittel | Hervorragend geeignet für Aluminium und seine Legierungen (Tauchzeit 10–20 Sekunden) sowie für Titanlegierungen (Tauchzeit 10–20 Sekunden). |
| Salpetersäure | 5 ml | |||
| HCl | 3 ml | |||
| HF | 2 ml | |||
| Kroll’s Reagenz | Destilliertes Wasser Salpetersäure | 92 ml | 15 Sekunden | Hervorragend geeignet für Titan und seine Legierungen. Die Probe bis zu 20 Sekunden lang mit dem Ätzmittel abreiben. |
| HF | 6 ml | |||
| 2 ml | ||||
| Nital | Ethanol | 100 ml | Sekunden bis Minuten | Das am häufigsten verwendete Ätzmittel für Eisen, Kohlenstoff- und legierte Stähle sowie Gusseisen. Die Probe wird je nach Material einige Sekunden bis Minuten lang eingetaucht. Für Mn-Fe-, Mn-Ni-, Mn-Cu- und Mn-Co-Legierungen beträgt die Tauchzeit ebenfalls bis zu einigen Minuten. |
| Salpetersäure | 1-10 ml | |||
| Marbel’s Reagenz | CuSO4 | 10 Gramm | 5-60 Sekunden lang eintauchen oder betupfen | Zum Ätzen von Ni-, Ni-Cu- und Ni-Fe-Legierungen sowie Superlegierungen. Zur Erhöhung der Aktivität einige Tropfen zu H₂SO₄ hinzufügen. |
| HCl | 50 ml | |||
| Wasser | 50 ml | |||
| Murakamis | K3Fe(CN)6 | 10 Gramm | Mischen Sie KOH und Wasser vor, bevor Sie K3Fe(CN)6 hinzufügen. | Chrom und seine Legierungen: frische Lösung verwenden und Probe eintauchen. Eisen und Stähle: macht Karbide sichtbar. Molybdän und seine Legierungen: frische Lösung verwenden und eintauchen. Ni-Cu-Legierungen: zur Darstellung der Alpha-Phase bei 75 °C verwenden. Wolfram und seine Legierungen: frische Lösung verwenden und eintauchen. WC-Co und komplexe gesinterte Hartmetalle: geeignet zur Gefügedarstellung. |
| KOH | 10 Gramm | |||
| Wasser | 100 ml | |||
| Picral | Ethanol | 100 ml | Sekunden bis Minuten – das Ätzmittel nicht kristallisieren oder eintrocknen lassen, da Explosionsgefahr besteht. | Empfohlen für Mikrostrukturen mit Ferrit und Karbiden. |
| Pikrinsäure | 2 – 4 Gramm | |||
| Vilela’s Reagenz | Glycerin | 45 ml | Sekunden bis Minuten | Geeignet für Ferrit-Karbid-Strukturen (angelassener Martensit) in Eisen und Stahl. |
| Salpetersäure | 15 ml | |||
| HCl | 30 ml |
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