In diesem Artikel ist eine kurze Zusammenfassung über die Phasenumwandlungen beim Erstarren und Abkühlen von Stahl gegeben. Einleitung Im Abschnitt Phasenumwandlungen im erstarrten Zustand wurden die Gefügeänderungen von Stählen während der Abkühlung ausführlich erläutert. Da diese sehr komplex sind, soll in diesem zusammenfassenden Artikel nochmals einen kurzen Überblick über die Gefügeumwandlungen gegeben werden. Gefüge und Gefügearten – Metalltechnik online. Ausführlichere Informationen finden sich im Artikel Phasenumwandlungen von Stählen im erstarrten Zustand (metastabiles System) wieder. Abbildung: Überblick über die Gefügeentstehung von Stählen Erstarrungsprozess Der eigentliche Erstarrungsprozess vollzieht sich bei Stählen unabhängig des Kohlenstoffgehalts wie bei einer Mischkristalllegierung. Dies zeigt sich im Phasendiagramm als typisch linsenförmiger Bereich zwischen Liquidus- und Soliduslinie. Der Kohlenstoff ist unmittelbar nach der Erstarrung vollständig im kubisch-flächenzentrierten γ-Eisengitter löslich. Diese Mischkristallverbindung von kubisch-flächenzentriertem Eisen und darin eingelagertem Kohlenstoff wird als Austenit bezeichnet.
Zerspanbarkeit [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] Die auftretenden Zerspankräfte und der Verschleiß sind gering. Problematisch ist die hohe Verformungsfähigkeit. Diese führt zu langen Band- und Wirrspänen, die sich in der Maschine verfangen können und zur Bildung von Graten und somit zu schlechten Oberflächenqualitäten. Außerdem neigen Werkstoffe mit ferritischem Gefüge bei geringen Schnittgeschwindigkeiten zum Verkleben mit der Schneide, was zum unerwünschten Effekt der Aufbauschneide führt. [3] [4] Siehe auch [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] Austenit (Gefügebestandteil) Martensit Bainit Perlit Ledeburit Zementit Einzelnachweise [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] ↑ Bargel/Schulze (Hrsg. ): Werkstoffkunde Springer, Berlin-Heidelberg 2008, ISBN 978-3816918394 ↑ Weißbach: Werkstoffkunde. Strukturen, Eigenschaften, Prüfung. Vieweg+Teubner, Wiesbaden 2010, ISBN 978-3834815873 ↑ Herbert Schönherr: Spanende Fertigung, Oldenbourg, 2002, S. 60. Dirostahl Karl Diederichs GmbH & Co. KG: Wärmebehandlung. ↑ Fritz Klocke, Wilfried König: Fertigungsverfahren Band 1: Drehen, Fräsen, Bohren, Springer, 8.
Eine weitere Nebenerscheinung der höheren Abkühlgeschwindigkeit ist, dass die Lamellenform des Perlits feiner wird. Zerspanbarkeit Die Zerspanbarkeit von Perlit wird in einem großen Maße von den mechanischen Eigenschaften beeinflusst. Das Phasengemisch weist eine Härte von 210 HV, eine Zugfestigkeit von 700 N/mm 2 und eine Bruchdehnung von 48% auf. Somit liegt es im mittleren Bereich, wenn man es mit anderen Bestandteilen von Stahl vergleicht. Der abrasive Verschleiß von Perlit ist im Vergleich zu Ferrit höher. Dies ist der großen Härte geschuldet. Dadurch werden ebenfalls höhere Zerspankräfte bewirkt. Jedoch hat Perlit den Vorteil, dass er zu weniger Aufbauschneidenbildung sowie zu weniger Verklebungen neigt. Darüber hinaus bildet Perlit deutlich weniger Graten. Dies führt zu besseren Oberflächenqualitäten und günstigeren Spanformen.
Darstellung Das Stahlstück wird mit den in der Metallografie üblichen Verfahren geschliffen und poliert und dann mit verdünnter Salpeter - oder Pikrinsäure angeätzt. Durch das Ätzen wird der Ferrit stärker angegriffen als der Zementit, weshalb die Zementitlamellen erhaben hervortreten und bei etwas schräger Beleuchtung Schattenlinien werfen. Die erhabenen Zementitlamellen wirken zudem als optisches Gitter, in dem durch Interferenz aus weißem Licht farbig irisierendes Licht entsteht. Diesem an Perlmutt erinnernden Effekt verdankt der Perlit seinen Namen. Ferritisch-perlitisches- Gefüge eines unlegierten Stahls mit 0, 45 Ma-% Kohlenstoff (C45). Sichtbar sind Perlitkörner mit lamellarem und zum Teil feinstreifigem Perlit (dunkel) und Ferritkörner (hell). Perlitbildung schematische Darstellung von Perlit für 0, 02 Ma. % < C < 6, 67 Ma. % Bei der Bildung des Eutektoids Perlit verarmt das Gefüge lokal an Kohlenstoff, während sich die Nachbargebiete durch Diffusion immer weiter an Kohlenstoff anreichern.