xxx CSL szemcsehatárok korrózióállóság-vizsgálata ausztenites acélban

Kutatásunk során a CSL (Coincidence Site Lattice), vagy speciális szemcsehatárokat vizsgáltunk ausztenites (felületen középpontos köbös) acélban. A koincidencia határok azért speciális szemcsehatárok, mert két szemcse találkozásánál a határon lévő atomok szabályos rendszer szerint helyezkednek el. Ha két – CSL helyzetet kialakító - szemcse közti határfelületet tekintünk, akkor a határfelület egy keresztmetszetében minden n-edik atom közös.

Az anyag tulajdonságait nagymértékben meghatározzák a benne található szemcsehatárok tulajdonságai is. Ezen tulajdonságok közül a korrózióállóságot vizsgáltuk. Mivel a koincidencia határokon az atomok rendezettsége miatt alacsonyabb az entrópia, ezért az ilyen határok roncsolásához nagyobb energiabefektetés szükséges, mint a „random” határok roncsolásához. Maga a maratás is egy ilyen roncsolási folyamat. Maratás során atomokat „tépünk” ki a sík felületből. Az atomok onnan szakadnak le könnyebben, ahol magasabb energiaszinten tartózkodnak. Így – vélhetően - a random határok erősebben bemaródnak ugyanolyan energia hatására, mint a speciális szemcsehatárok. Sík felület lévén ez jól kimutatható. Persze, ehhez megfelelő maratási eljárásra van szükségünk, hogy maguk a szemcsék ne sérüljenek. Ugyanis, ha a szemcsék is bemaródnak (eltérő mértékben), akkor nem tudjuk egyértelműen megállapítani az egyes szemcsehatárok bemaródásának mértékét.

A fent leírtak miatt szemcseközi (interkrisztallin) maratást végeztünk. Sokféle kémiai maratást kipróbáltunk, sikertelenül. Ezért ún. vákuum-marattuk az anyagot. Ehhez vákuumkemencébe behelyeztük a mintát, újrakristályosodási hőmérséklet alatt. A minták a vizsgálatot megelőzően adott termomechanikai kezelésen estek át és az így kialakult szemcseszerkezetet meg akartuk őrizni. Vákuummaratás közben az atomok csak a szemcsehatárokról szakadnak le, azaz mondhatjuk, hogy ez egy alternatív szemcseközi maratási eljárás.

A vákuummaratást megelőzően elektronmikroszkóp segítségével - megfelelő minta előkészítés után - készítettünk a minta felületének egy jól lokalizált helyéről EBSD (Electron BackScatter Diffraction) felvételeket. A mikroszkóphoz tartozó szoftver segítségével megállapítottuk, hogy hol találhatóak koincidencia határok. A vákuummaratás után atomerő mikroszkóppal állapítottuk meg, hogy az adott helyen, amelyről az EBSD felvételek készültek mely határok, milyen mértékben maródtak be.

szerző

• 
  Csóré András
  fizika
  nappali

konzulens

• 
  Dr. Szabó Péter János
  egyetemi tanár, Anyagtudomány és Technológia Tanszék