Eisen-kohlenstoff-diagramm keine Härtegefüge?

Wissenschaft Physik
#1

Hallo,

ich habe in Vorbereitung auf meine Prüfung eine Frage:

Warum sind im Eisen-Kohlenstoff-Diagramm keine Härtegefüge enthalten?

liegt es daran, das dort dargestellte Gefüge nur für langsame Abkühlgeschwindigkeiten zu sehen sind?
Wer kann mir eine umfassendere rklärung zu dieser Fragestellung geben?
Vielen Dank für eure Hilfe

#2

Hallo 0,5,
genau richtig, es liegt an der Abkühlungsgeschwindigkeit: die im EKD enthaltenen Phasen sind bei unendlich langsamen Abkühlungsgeschwindigkeiten entstehende Gefüge. Härtegefüge entstehen aber immer nach beschleunigter Abkühlung aus einer Temperatur oberhalb Ac3 (Umwandlung von alpha in gamma-Eisen).
Reicht Dir das als Erklärung? Ansonsten bitte weiter fragen!
VG
Ina

#3

Hallo,
Deine Vermutung ist absolut korrekt, das EKS gilt nur für gleichgewichtsnahe Abkühlung (sehr sehr langsam). Das heisst, dass Du schon bei einer Abkühlung an Luft ein abweichendes Gefüge erhält (z.B. höherer Perlitgehalt.

Für schnellere Abkühlungen wird i.d.R. das ZTU-Diagramm des jeweiligen Stahls herangezogen.

Falls Du weitere Fragen hast stehe ich gern zur Verfügung.

Gruß

Norbert Lindner

#4

Hallo,

das Fe3C Diagramm zeigt nur das Mischungsverhältnis. Für Härten ist das ZTU Diagamm zuständig.

#5

Hallo Nullkommafuenf,

Das Eisen-Kohlenstoffdiagramm enthält, wie alle Phasendiagramme, nur Daten von Stoffen, die im sich im thermodynamischen Gleichgewicht befinden.
Du hast also mit deiner Vermutung recht. Das Gleichgewicht ist nur durch sehr langsames Aufheizen und Abkühlen zu bewerkstelligen. Abschrecken hingegen führt zu einem „einfrieren“ von Gefügen, die bei den tiefen Temperaturen gar nicht mehr stabil wären.
Dadurch kommt dann auch erst die Härte, und damit aber halt auch die Sprödigkeit des Materials zustande.
Ich hoffe ich konnte helfen,

Liebe Grüße Marco

#6

Hallo,

kurz: Richtig!

lang:
Du hast dir die richtige Antwort bereits gegeben!

(Zu) viele Parameter haben auf das entstehende Gefüge Einfluss. Die kann man nicht alle zugleich in ein Diagramm quetschen ohne den Überblick zu verlieren.

  • Erwärmungs- und Haltezeit auf Austenitisierungstemperatur, Ausmaß des „Überhitzens“ (Delta T zur A3-Linie)
  • Abkühlungsgeschw. (Bruchteile v K/min bis Millionen K/s)
  • Wärmebehandlungstemperatur (Haltedauern, s. Bainit)
  • Atmosphäre (Ofen, Öl, Salz- u Polymerbäder, Öle, Wasser) und
  • ganz zu schweigen vom enormen Einfluss der Legierungselemente auf die Maßschneiderbarkeit der Gefüge und damit der Eigenschaften
    (- bei Vergütungsstahl zusätzlich noch die Parameter der nachfolgenden Anlassbehandlung (Aufheizgeschw., Haltedauer, Abkühlgeschw., Medium)).

Deshalb wurde der Parameterwust in mehrere Diagrammarten aufgedröselt. Einige Parameter werden konstant gehalten, andere variiert:

Das EKD bsp. lässt konstant: Abkühlgeschw (fast) null, Zusammensetzung nur Fe und C ohne Leg.elemente. Variiert werden die Zusammensetzung von 0 - ca 7% und die Temperatur. Das EKD beantwortet die Frage, warum Stahl schmiedbar ist, Gusseiseen nicht schmiedbar dafür gießbar (siehe http://de.wikipedia.org/wiki/Eisen-Kohlenstoff-Diagramm unter Punkt „Anwendung“)

Welche Gefüge beim Härten entstehen, das wiederum können ZTU-Diagramme anschaulich. „Für eine best., konstante Zusammensetzung, welches Gefüge entsteht bei versch hohen Abk. geschwindigkeiten?“ Dort wird nicht umsonst pingelig genau (konst.=) chem. Zus.setzung, Erwärmungs- und Haltezeit zur A3-Linie etc. aufgeführt. Alles ist wichtig, alles hat Auswirkung aufs Gefüge.

Viel Erfolg bei der Prüfung und viele Grüße,
Conrad Zurbuchen

Hallo,
Warum sind im Eisen-Kohlenstoff-Diagramm keine :Härtegefüge enthalten? Liegt es daran, das dort :dargestellte Gefüge nur für langsame :Abkühlgeschwindigkeiten zu sehen sind?
Wer kann mir eine umfassendere Erklärung zu dieser
Fragestellung geben?

#7

Hallo,

im Eisen Kohlenstoffdiagramm sind die Gleichgewichtszustände abgebildet. Beim Härten vermeidet man durch die hohe Abkühlgeschwindigkeit den Gleichgewichstzustand um gewünschte Eigenschaften einzustellen.