voreutektoider Ferrit. Bei weiterer Abkühlung wird der verbliebene Austenit kohlenstoffreicher, bis er eine Konzentration von 0, 80 Ma% C aufweist, nun kommt es bei 723 °C zur eutektoiden Umwandlung und der Austenit wandelt zu Perlit um. Bei einer übereutektoiden Perlitbildung, also bei einem Kohlenstoffgehalt von 0, 8 Ma. % < C < 6, 67 Ma. %, entsteht bereits vor der Perlitumwandlung Zementit. Im Gegensatz zu dem bei der Perlitbildung entstehenden Zementit, liegt dieser Zementit nicht in Lamellenform vor, sondern bildet sich vornehmlich an den Korngrenzen und ist somit gefügemäßig zu unterscheiden. Ist die Starttemperatur klein, so dass es zu keiner Diffusion von Kohlenstoff kommen kann, kann auch kein Perlit entstehen. Gefüge (Werkstoffkunde). Stattdessen bildet sich bei der Abkühlung das Zwischenstufengefüge Bainit. Einfluss der Abkühlgeschwindigkeit Entstehung eines Perlitbereichs bei schnelleren Abkühlgeschwindigkeiten Idealerweise gehorcht das Eisen-Kohlenstoff-Diagramm den Gleichgewichtslinien. Kühlt man nun aber mit höherer Geschwindigkeit ab, so gelten diese Gleichgewichtslinien nicht mehr und der Perlitpunkt (0, 8% Kohlenstoff, 723 °C) weitet sich zu einem Perlitgebiet bei tieferen Temperaturen aus.
Kühlt das Gefüge weiter ab, so fällt aus dem α-Fe, bedingt durch die sinkende Fähigkeit Kohlenstoff zu binden (0, 00001% Kohlenstoff bei Raumtemperatur), weiter Zementit aus, den man jetzt, da er aus α-Fe ausfällt, Tertiärzementit (Fe 3 C III) nennt. Bei einer untereutektoiden Perlitbildung, also bei einem Kohlenstoffgehalt von 0, 02 Ma. % < C < 0, 8 Ma. Gefügearten - System Eisen-Eisencarbid. %, entsteht im Gefüge bei Temperaturen oberhalb von 723°C bereits α-Eisen aus dem γ+α-Gebiet, weshalb bei Temperaturen unterhalb von 723°C neben dem im Perlit enthaltenen α-Eisen auch noch α-Eisen aus dem γ+α-Gebiet vorliegt. Bei einer übereutektoiden Perlitbildung, also bei einem Kohlenstoffgehalt von 0, 8 Ma. % < C < 6, 67 Ma. %, entsteht bereits vor der Perlitumwandlung Zementit. Im Gegensatz zu dem bei der Perlitbildung entstehenden Zementit, liegt dieser Zementit nicht in Lamellenform vor, sondern bildet sich vornehmlich an den Korngrenzen und ist somit gefügemäßig zu unterscheiden. Ist die Starttemperatur klein, so daß es zu keiner Diffusion von Kohlenstoff kommen kann, kann auch kein Perlit entstehen.
Bei Kohlenstoffgehalten über 4, 3% liegt Perlit als Gefügebestandteil von Ledeburit II vor. Außerdem besteht der Eutektoid des Eisen-Eisencarbid-Systems, der bei einem Kohlenstoffgehalt von 0, 8% entsteht, aus Perlit. Übersichtstabelle - Gefügearten des Eisen-Eisencarbid-Systems Gefügeart Phase/-n Aufbau α-MK krz. max. Widmannstättensches Gefüge. 0, 02% C gelöst γ-MK kfz. 2, 06% C gelöst Fe 3 C orthorhombisch Eutektikum α-MK + Fe 3 C bzw. γ-MK + Fe 3 C Eutektoid α-MK + Fe 3 C lamellar
Entstehung des Metallgefüges Der innere Aufbau eines Metalls, das Gefüge, entsteht beim Erstarren der Metallschmelze. Dieser Vorgang enthält eine Reihe von Zwischenstufen. In der flüssigen Metallschmelze bewegen sich die Metallatome frei und regellos durcheinander. Kühlt die Metallschmelze auf oder unter die Erstarrungstemperatur ab, beginnt die Zusammenlagerung der Metallatome entsprechend dem Kristallgittertyp. An verschiedenen Stellen beginnt das Kristallwachstum. Diese Stellen nennt man Kristallisationskeime. Von den Kristalisationskeimen ausgehend, gliedern sich immer mehr Metallatome den Kristallen an. Ist die Schmelze fast aufgebraucht, stoßen die wachsenden Kristalle aneinander und bilden unregelmäßig begrenze Kristallite oder Körner. Erst wenn alle Metallatome ihren festen Platz gefunden haben, ist die Schmelze erstarrt. Das Gefüge ist entstanden. Gefügearten Eisenwerkstoffe enthalten einen bestimmen Anteil an Kohlenstoff. Eisen mit 0, 1% bis rund 2% Kohlenstoffanteil bezeichnet man als Stahl, Eisen mit einem Kohlenstoffanteil von über 2% bis 3, 7% als Gusseisen.
Dadurch ist es möglich, auch unter- und übereutektoiden Stahl rein perlitisch umzuwandeln. Die erhöhte Geschwindigkeit führt außerdem zu feinlamellarem Perlit, also zu Sorbit oder Troostit. Steigt die Abkühlgeschwindigkeit auf einen Wert größer als die Diffusionsgeschwindigkeit von Kohlenstoff, so kann es zu keiner Perlitbildung kommen und es bildet sich Martensit. Basierend auf Artikeln in: Seite zurück ©; Datum der letzten Änderung: Jena, den: 21. 04. 2017
Abbildung: Eisen-Kohlenstoff-Diagramm für die Phasenumwandlung im erstarrten Zustand Nun beginnt sich bei konstanter Temperatur von 723 °C der kubisch-flächenzentrierte Restaustenit vollständig in die kubisch-raumzentrierte Ferritstruktur umzuwandeln. Der Kohlenstoff kann sich im Ferritgitter allerdings nicht mehr lösen. Deshalb scheidet sich der Kohlenstoff in Form von Zementitlamellen direkt aus dem Ferritgitter aus. Dieses eutektoide Phasengemisch aus Ferritkörnern mit den darin eingelagerten Zementitlamellen wird auch als Perlit bezeichnet. Das Gefüge eines übereutektoiden Stahls besteht bei Raumtemperatur somit aus dem zuvor ausgeschiedenen Korngrenzenzementit und dem sich gebildeten Perlit. Animation: Phasenumwandlung eines übereutektoiden Stahls Untereutektoide Stähle Bei untereutektoiden Stählen mit einem Kohlenstoffgehalten kleiner als 0, 8% scheidet sich bei Unterschreiten der Umwandlungslinie Ferrit aus dem Austenitgitter aus, da sich die kubisch-flächenzentrierte Austenitstruktur beginnt in die kubisch-raumzentrierte Ferritstruktur umzuwandeln.
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