Korrelation der Kornstatistik mit verschiedenen Eigenschaften von Industrielegierungen

Abb. 1.1: Pattern-Quality-Map, das die Mikrostruktur einer Ni-Legierung mit einer bimodalen Korngrößenverteilung zeigt. Das Map wurde mit dem eFlash XS EBSD Detektor am JSM IT200 REM aufgenommen.

Einer der wichtigsten Vorteile der EBSD-Technik ist die Ausgabe zuverlässiger Kornstatistiken, z. B. die durchschnittliche Korndurchmessergröße und -verteilung. Diese Werte können mit verschiedenen Eigenschaften des zu analysierenden Materials wie Härte, Festigkeit und Plastizität/Umformbarkeit korreliert werden. Die ESPRIT 2 Software erkennt Körner anhand von Fehlorientierungs- und Größenkriterien und berechnet automatisch den mittleren Äquivalentdurchmesser anhand flächengewichteter und arithmetischer Mittel. Korngrößen- und Kornformstatistiken werden durch eine Vielzahl von Teilmengenoptionen ergänzt, um leistungsstarke Mikrostruktur-Quantifizierungswerkzeuge zu schaffen, die Wissenschaftler und Ingenieure beim Verständnis und/oder der Vorhersage von Materialeigenschaften unterstützen.

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Abb. 1.2: Kristallorientungs-Map (IPF Z) der Ni-Legierung, das die Ausrichtung jedes Korns in Bezug auf die Probensenkrechte zeigt (siehe Farbkodierung in der linken obere Ecke). Messgeschwindigkeit: 501 frames/sec, Nulllösungen: 1,3%. Ohne Datenbereinigung!

Abb. 1.3: Teilmenge des EBSD-Maps der Ni-Legierung, die in Zufallsfarben alle Körner mit einem Äquivalentdurchmesser größer als 70 Mikrometer anzeigt. 1% der Gesamtzahl der Körner machen 42% der Mapfläche aus.

Abb. 1.4: Teilmenge des EBSD-Maps der Ni-Legierung, die in Zufallsfarben alle Körner mit einem Äquivalentdurchmesser kleiner als 70 Mikrometer anzeigt. 2250 Körner machen 58% der Mapfläche aus.

Abb. 1.5a: Korngrößenverteilung und mittlerer Korndurchmesser berechnet mit dem arithmetischen Mittel. Der Medianwert des Korndurchmessers wird automatisch berechnet und ebenso angezeigt wie die Gesamtzahl der in der Statistik berücksichtigten Körner.

Abb. 1.5b: Korngrößenverteilung und mittlerer Korndurchmesser berechnet mit Flächengewichtung, d.h. größere Körner haben einen größeren Einfluss auf den Wert des mittleren Durchmessers. Bei Materialien mit einer bimodalen Korngrößenverteilung wird die Flächengewichtung empfohlen, wenn es darum geht, den mittleren Korndurchmesser mit mechanischen Eigenschaften wie Festigkeit, Steifigkeit, Härte usw. zu korrelieren.