Bewerten Sie die Qualität Ihres Stahls exakt und zuverlässig

Die Stahlqualität ist zentraler Bestandteil der Automobil-, Metallverarbeitungs- und Bauindustrie. Um höchste Produktstandards zu gewährleisten, ist ein exakter und zuverlässiger Prozessablauf bei der Prüfung nichtmetallischer Einschlüsse entscheidend. In diesem Artikel zeigen wir Ihnen die effektivsten Möglichkeiten zur Analyse von kohlenstoffarmem, rostfreiem bis hin zu hochlegiertem Stahl, natürlich in Übereinstimmung mit den Anforderungen der diversen Normen (ASTM E 45, ISO 4967 und der neuesten Norm: EN 10247).

1. Welche Eigenschaften bestimmen die Stahlqualität? 

Stahl hat immer nichtmetallische Einschlüsse. Die Menge der Einschlüsse bestimmt die Sauberkeit des Stahls. Doch selbst ein ultrareiner Stahl enthält einige nichtmetallische Partikel. Ferner weist sauberer Stahl (max. 60 ppm [0,006 %] Summe aller Elemente) und ultrareiner Stahl (max. 30 ppm [0,003 %] Summe aller Elemente) einen geringen Sauerstoff-, Schwefel-, Wasserstoff, Stickstoff- und Phosphorgehalt auf. Aufgrund der folgenden Parameter können die Einschlüsse bewertet und somit die Qualität des Stahls bestimmt werden:

  • Breite, Länge und Höhe des Stahleinschlusses
  • Seitenverhältnis des Stahleinschlusses
  • Durchmesser des Stahleinschlusses
  • Kontur des Stahleinschlusses
  • Gruppierung des Stahleinschlusses 

Die Bedeutung der Stahleinschlussfarbe: 

  • Hellgrau = Sulfideinschlüsse
    - typischerweise stark verformbar, variables Seitenverhältnis, abgerundete Konturen und isoliert
  • Schwarz =
    - Aluminateinschlüsse - typischerweise nicht verformbar, Seitenverhältnis<3, eckig und gruppiert oder
    - kugelförmige Einschlüsse - typischerweise nicht verformbar, Aspektverhältnis≤ 3, winklig oder kreisförmig und isoliert
  • Schwarz / Dunkelgrau = Silikateinschlüsse
    - typischerweise stark verformbar, Aspektverhältnis> 3, spitze Enden und meist einzeln gruppiert.

2. Was bedeutet die EU-Norm für die Prüfung der Stahlqualität? 

Um ein qualitativ hochwertiges Produkt zu gewährleisten, müssen bei der Bewertung von Stahleinschlüssen besondere Industriestandards beachtet werden. Die gebräuchlichsten Normen sind die ASTM E45, ISO 4967, DIN 50602 (obwohl diese Norm offiziell zurückgezogen wurde) sowie die neu eingeführte EN 10247.

Vorteile der Norm EN 10247

  • Einfache Implementierung bei automatisierter Bildanalyse. 
  • Bietet umfangreiche Definitionen für die Einschlussklassifizierungen, auch für die manuelle Bewertung.

Herausforderungen der Norm EN 10247

  • Der Vergleich mit Resultaten, die mit anderen Normen erzielt wurden, ist schwierig.
  • Die Interpretation der physikalischen Bedeutung der Einschlussbewertung führt zu Kontroversen.

3. So bereiten Sie eine Stahlprobe optimal für die Qualitätsprüfung vor

Die Probenvorbereitung hat einen großen Einfluss auf die Qualität der Analyseergebnisse, insbesondere bei automatisierten Einschlussbewertungen. Während der Probenvorbereitung kann das Polieren Schäden am Stahl verursachen. Um eine optimale und saubere Probenvorbereitung zu gewährleisten, werden die folgenden Schritte empfohlen:

  • Nutzen Sie bei der Endpolitur eine 1µm Diamantpaste auf einem sehr weichen Tuch
  • Verwenden Sie wasserfreie Suspensionen und keine wasserlöslichen Schmiermittel, z. B.  Mittel auf Alkoholbasis
  • Setzen Sie bei weichem Stahl Oxidsuspensionen (kolloidale Kieselsäure oder Aluminiumoxid) zur Entfernung von Kratzern ein
  • Führen Sie, wenn möglich keine Ultraschallreinigung ein, da dadurch die Einschlussgröße verfälscht werden kann
  • Folgen Sie bei auftretenden Problemen während der Vorbereitung den Vorgaben der Norm ASTM E768

4. Unterschiedliche Leica Microsystems Anwendungen für exakte und zuverlässige Ergebnisse 

Leica Microsystems bietet verschiedene Anwendungen für eine reproduzierbare und genaue Überprüfung der Stahlqualität. Jedes System erfüllt unterschiedliche Anforderungen, doch alle Leica Microsystems Lösungen haben gemeinsam, dass sie äußerst flexibel sind, einen Supervisor- Modus und einen normalen Benutzermodus bieten und mit verschiedensten Einschlussbewertungsnormen verwendet werden können.

LAS Steel Expert 2.0 – automatisch

  • Vollautomatische Analyse
  • Unverfälschte und automatisierte Bewertungsmethoden, verschiedensten Normen entsprechend
  • Reproduzierbare Analysen ohne Eingriff des Benutzers 

LAS Steel Expert 2.0 – manuell

  • Analyse der repräsentativen Anzahl der Felder
  • Bietet Methoden des „worst field“ oder des „worst inlcusion“ 
  • In nur 3 Schritten zu den Ergebnissen

LAS Reticule – Level 2

  • Manuelles Mikroskop
  • Schnelle Übersicht durch die elektronische Monitoranzeige
  • Bietet Strichplatten für ASTM-, EN- und ISO-Normen

Sie brauchen weitere Informationen? Schauen Sie sich das Webinar “Rate the Quality of Your Steel” an (Englisch). Hier geht es zum Webinar.

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