Marian Broll Marcel Fröhlich - Werkstoffwissenschaften · yStabiles Syystem (Fe–C) mit elementarem Kohlenstoff in Form von Graphit yMetastabiles System (Fe – Fe3C) mit Kohlenstoff

Marian Broll Marcel Fröhlich

I All iI. AllgemeinesI. Metastabiles und stabiles System

b hl dII. Abgrenzung Stahl und GusseisenII. Eisen‐Kohlenstoff‐DiagrammIII. Phasen in Fe‐C Legierungen

Stabiles System (Fe – C) mit elementarem Kohlenstoff in yForm von GraphitMetastabiles System (Fe – Fe3C) mit Kohlenstoff in gebundener Formgebundener Form

Nur das metastabile System ist von technischer BedeutungNur das metastabile System ist von technischer Bedeutung

S hl % K hl ff h lStahl: <2% KohlenstoffgehaltGusseisen: >2% Kohlenstoffgehalt

Techn. Anwendungsbereich bis zu 6,67% C, gentsprechend 100% intermetallischer Phase Fe3C

Abb. 1

Abb. 1a

Aufgrund der Allotropie des Eisens bilden sich je nach Kohlenstoffgehalt und Temperatur verschiedene Kohlenstoffgehalt und Temperatur verschiedene Phasen:

Zementit Fe3C (Primär‐, Sekundär‐ und Tertiär‐)A i  ( MK)Austenit (γ‐MK)Ferrit  (α, δ‐MK)Perlit

Gi  kfGittertyp: kfzMax. Löslichkeit von 

hl ff   % b i Kohlenstoff 2,06 % bei 1147 °C

f llUnter 723 °C Zerfall in Ferrit + Fe3C Abb. 2

δ Mischkristall bis 0 10 % δ‐Mischkristall bis 0,10 % C‐Gehalt bei 1493 °CMi hk i t ll bi    % α‐Mischkristall bis 0,02 % 

C‐Gehalt bei 723 °CGitt t  kGittertyp: krz.

Abb. 33

Drei unterschiedlichen Formen mit gleicher Drei unterschiedlichen Formen mit gleicher chemischer Zusammensetzung (Primär  Sekundär und Tertiärzementit)(Primär, Sekundär und Tertiärzementit)

Gitt t   h bi hGittertyp: rhombischC‐Gehalt beträgt 6,67%

primäre Kristallisation aus primäre Kristallisation aus der Schmelze (4,3 – 6,67%C)

b dli   iß  grobnadlig weißer Gefügebestandteil in ledeburitischer Grundmasseledeburitischer Grundmasse

Prim. Fe3C mit 5,5% C (Abb.4)

Fe3C aus (γ‐MK) (0,8 – 4,3% C)Bei C >0,8 % helle Phase an  ,Korngrenze von Perlit

Sek. Fe3C an den Korngrenzen des Perlit‐Ferritischen Gefüges mit 1,3% C(Abb. 5)

Ausscheidung aus Ferrit C < 0,02 % Ausscheidung an Korngrenzen0,02% < C < 0,8%Kristallisiert an bereits vorhandenen Zementit des Perlits, Ferrits

Tertiär Fe3C mit 0,03% C (Abb.6)

Eutektoid aus dem γ‐MK Zerfall bei 723 °CPhasengemisch aus Ferrit und ZementitC‐Gehalt zw. 0,02 % und 6,67 %

Perlit mit 0,8% C (Abb. 7)

Entstehung: Eutektikum bei 4,3% C‐tste u g: ute t u be 4,3% CZusammensetzungErstarrung:  Primärzementit und AustenitErstarrung:  Primärzementit und AustenitAbkühlen: Sek. Fe3C scheidet sich ausUnter 723°C Zerfall von Austenit mit 0 8 % C in PerlitUnter 723 C Zerfall von Austenit mit 0,8 % C in Perlit

Geordnete schwarze Inseln in weißer Grundmasse

Ledeburit mit 5,5 % C (Abb. 8)

Abb. 9

Abb. 10

Abb. 11

Abb. 12

Abb. 13

Vorlesungsskript (Konstitutionslehre TU Berlin)Roos, Maile ‐Werkstoffkunde für Ingenieure (Springer) / Abbildung (1/2/3/4/5/6/7/8)W  Bergmann – Werkstofftechnik I (Carl Hanser Verlag)W. Bergmann  Werkstofftechnik I (Carl Hanser Verlag)http://www.haw‐hamburg.de/fileadmin/user_upload/IWS/PDF/Skript_teil09.pdf(Abb. 1a)http://www.tu‐cottbus de/fakultaet3/fileadmin/uploads/metallkunde/files/Skripte/Ucottbus.de/fakultaet3/fileadmin/uploads/metallkunde/files/Skripte/UEbung_Eisenkohlenstoffdiagramm.pdf (9/10/11/12/13)