Microstructural alterations in WC-Co work tools by metallurgical preparation methods
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A. Alatrash
DI Anas Alatrash BSc is a junior scientist at Institute for Electron Microscopy and Nanoanalysis at Graz University of Technology. His work is focused on analysis of diamond coating layer adhesion of tungsten carbide tools.
,
S. Mitsche
Abstract
Hard metals are in great demand in areas that require high hardness and wear resistance. Tungsten carbide excels in this area, especially with cobalt as a binder phase [1, 2]. For microstructural characterization, choosing an applicable preparation method is the most essential step. Publications concerning WC-Co materials were published by the National Physical Laboratory in Teddington, England, notably by Prof. B. Roebuck, though the influence of preparation methods was not entirely explored. Electron backscatter diffraction (EBSD) is one of the most common characterization techniques for metallurgical investigations. We use common preparation techniques and a few others we developed to analyze and compare the resulting surface quality and their applicability for EBSD [3, 4, 5, 6]. In addition to EBSD, the sample should be compatible with X-ray diffraction (XRD) and/or transmission electron microscopy (TEM) characterization. Our criteria consider EBSD grain indexing in orientation imaging microscopy analysis (OIM) software, changes in microstructure, cobalt leaching/cobalt losses, the size of the characterization area and ease of preparation procedure. We target the distribution of cobalt phases, hexagonal close packing (HCP) and face-centered cubic (FCC) with respect to their magnetic saturation. HCP is stable at room temperature, while FCC forms at temperatures higher than 417 °C [7].
Kurzfassung
Hartmetalle sind in Bereichen, in denen hohe Härte und Verschleißfestigkeit gefordert werden, sehr gefragt. In diesen Bereichen überzeugt Wolframcarbid, insbesondere mit Kobalt als Bindephase [1, 2]. Der wichtigste Schritt zur Gefügecharakterisierung ist die Auswahl eines geeigneten Präparationsverfahrens. Das National Physical Laboratory in Teddington, England, und hier vor allem Prof. B. Roebuck, veröffentlichte Publikationen zu WC-Co-Werkstoffen. Dabei wurde allerdings nicht umfassend auf den Einfluss der Präparationsverfahren eingegangen. Die Elektronenrückstreubeugung (EBSD) ist bei metallurgischen Untersuchungen eines der gängigsten Charakterisierungsverfahren. Für eine Analyse und einen Vergleich der hervorgebrachten Oberflächenqualität und Eignung für EBSD greifen wir auf gängige und einige weitere von uns entwickelte Präparationsverfahren zurück [3, 4, 5, 6]. Zusätzlich zur EBSD sollte sich die Probe auch für eine Charakterisierung mittels Röntgenbeugung (XRD) und/oder Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) eignen. Unsere Kriterien sind die EBSD-Kornindizierung in mit orientierungsabbildender Mikroskopie-Analysesoftware (Orientation Imaging Microscopy (OIM)), Änderungen im Gefüge, Cobalt-Leaching (Auslösen von Cobalt) bzw. Cobaltverluste, die Größe des charakterisierten Bereichs und die Einfachheit des Präparationsverfahrens. Wir betrachten die Verteilung der Cobaltphasen und die Gitterstrukturen hexagonal dichte Packung (HCP) und kubisch-flächenzentriert (FCC) in Bezug auf ihre magnetische Sättigung. HCP ist bei Raumtemperatur stabil, während sich FCC bei Temperaturen über 417 °C bildet [7].
About the author
DI Anas Alatrash BSc is a junior scientist at Institute for Electron Microscopy and Nanoanalysis at Graz University of Technology. His work is focused on analysis of diamond coating layer adhesion of tungsten carbide tools.
5 Acknowledgement
We thank Martina Dienstleder, Anita Rossmann-Perner, Arnela Blažević, and Emma Kramer for their assistance in the sample preparation. We extend our gratitude to Daniel Knez for performing TEM measurements. This project has received funding from the Austrian Research Promotion Agency (FFG) (project “QualiTool”, number 39177565).
5 Danksagung
Wir danken Martina Dienstleder, Anita Rossmann-Perner, Arnela Blažević und Emma Kramer für ihre Unterstützung bei der Probenpräparation. Wir danken Daniel Knez für die Durchführung von TEM-Messungen. Dieses Projekt wurde von der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) gefördert (Projekt „QualiTool“, Nummer 39177565).
References / Literatur
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Artikel in diesem Heft
- Inhalt
- Editorial
- Editorial
- Microstructural alterations in WC-Co work tools by metallurgical preparation methods
- Combining electrolytical nickel plating and cavity filling with silver for the preparation of steel samples with large and brittle scale layers
- Impact of process gases on scale formation when heating tool steels
- Failure Analysis
- Fractographic characterization of cracking in an aeroderivative gas turbine engine seal segment
- Picture of the Month
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- News
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- Meeting Diary
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