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Monday, September 11, 2023, Brüssel 12:30 PM Künstliche Intelligenz |
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2D-Quantifizieren und 3D-Visualisieren der Sprödphasen in NiCrSiB-Lötverbindungen durch Bildsegmentierung zum Abschätzen mechanischer und korrosiver Eigenschaften |
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Johannes Otto* / Dortmund University of Technology, Germany Lukas Maximilian Sauer / TU Dortmund, Lehrstuhl für Werkstoffprüftechnik (WPT), Deutschland Malte Brink/ TU Dortmund, Lehrstuhl für Werkstoffprüftechnik (WPT), Deutschland Thorge Schaum/ TU Dortmund, Lehrstuhl für Werkstoffprüftechnik (WPT), Deutschland Frank Walther/ TU Dortmund, Lehrstuhl für Werkstoffprüftechnik (WPT), Deutschland |
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In Abhängigkeit der gewählten Legierungen und Prozessparameter kommt es in vielen Lötverbindungen zur Bildung von Sprödphasen wie z.B. Siliziden und Boriden. Die Auswirkungen der Anzahl, Form, Größe und Verteilung der Sprödphasen auf die mechanischen und korrosiven Eigenschaften ist maßgeblich für die Qualität der erzielten Lötverbindungen bzw. die Lebensdauer der gelöteten Komponenten. In dieser Studie wurden daher drei Nickelbasislote und zwei Haltezeiten zum Vakuumlöten von Stoßverbindungen des korrosionsbeständigen Austenits 1.4307 (X2CrNi18-9, AISI 304L) genutzt, um sechs Mikrostrukturen zu erzeugen. Diese wurden mittels Licht- und Rasterelektronenmikroskopie (REM) untersucht, wobei auch 3D-Untersuchungen durch die Nutzung fokussierter Ionenstrahlung (FIB) im Rasterelektronenmikroskop ermöglicht wurde. Energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDX) und Elektronenrückstreubeugung (EBSD) lieferten Informationen für die chemische und kristallographische Identifikation der Phasen. Mittels Deep-Learning-Bildsegmentierung und Python-basierten Auswertealgorithmen wurden automatisiert verschiedene Kennwerte zur Quantifizierung der Sprödphasen aus 2D-REM-Aufnahmen generiert, wie der mittlere Abstand der Sprödphasen zueinander oder die Konzentration der Sprödphasen in der Diffusionszone. Diese Kennwerte wurden den Ergebnissen aus mechanischen und korrosiven Experimenten sowie überlagerten Korrosionsermüdungsversuchen gegenübergestellt, um mögliche Korrelationen zu identifizieren, mit dem Ziel einer mikrostrukturbasierten Abschätzung der mechanischen und korrosiven Eigenschaften. Weiterhin wurden 3D-Modelle der Sprödphasen aus den FIB-Aufnahmen aufgebaut, um ein Verständnis über die 2D-Schnittansichten der Sprödphasen hinaus, hin zu der tatsächlichen räumlichen Gestalt und Anordnung zu ermöglichen und somit die Interpretation der generierten Kennwerte zu verbessern. |