Woraus besteht die Anlaufschicht auf einer Arbeitswalze?

Die Arbeitswalzen einer Kaltwalzstraße zeigten oberflächlich eine gelbliche Verfärbung, die sich leicht mit verdünnter Salzsäure abwaschen ließ.

Aus der Walzenoberfläche wurde ein etwa 1 cm2 großes Probenstück herausgetrennt und mittels XPS untersucht, wobei gleichzeitig die Oberfläche durch Beschuß mit Argon-Ionen schrittweise abgetragen wurde. Auf diese Weise ergab sich ein Konzentrations-Tiefen-Profil der an dieser Stelle vorliegenden Elemente.

Man erkennt zunächst eine Randschicht von ca. 110 nm Dicke, in der Sauerstoff an- und Eisen abgereichert vorliegt. Eine XPS-Bindungsanalyse zeigt, dass Fe in der Schicht als Oxid (FeO) vorliegt. Als weiteres Element findet sich in der Schicht Mn in angereicherter Menge, nach XPS-Bindungsanalyse ebenfalls in oxidierter Form.

Die gelbliche Verfärbung der Walzenoberfläche ist eindeutig auf die als farbig bekannten Manganoxide zurückzuführen. Weil Mangan sich leicht in nichtoxidierenden Säuren löst, lässt sich die Verfärbungsschicht auch leicht mit Salzsäure abwaschen. Da Mn nicht Bestandteil des Walzenmaterials ist, kann es nur aus dem Walzgut selbst, einem geglühten Stahlband, stammen. Die Analyse des Stahlbandes beweist tatsächlich eine Anreicherung von Mn in der Bandoberfläche, das außerdem infolge des Glühprozesses oxidiert vorliegt.

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Entwicklungsbegleitende Analytik

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Werkstoff- und Materialanalysen

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