{"id":3823,"date":"2019-06-04T05:42:01","date_gmt":"2019-06-04T05:42:01","guid":{"rendered":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/?p=3823"},"modified":"2020-05-07T02:09:59","modified_gmt":"2020-05-07T02:09:59","slug":"common-microstructures-of-metal-and-alloy","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/de\/common-microstructures-of-metal-and-alloy\/","title":{"rendered":"8 G\u00e4ngige Mikrostrukturen aus Metall und Legierung"},"content":{"rendered":"

Modern materials can be divided into four categories: metals, polymers, ceramics and composite materials. Despite the rapid development of macromolecule materials, steel is still the most widely used and most important material in the current engineering technology. What factors determine the dominant position of steel materials? Now let’s introduce it in detail.<\/p>

Eisen und Stahl werden aus Eisenerz gewonnen, das reich an Vorkommen und g\u00fcnstig im Preis ist. Eisen und Stahl, auch Eisen-Kohlenstoff-Legierung genannt, ist eine Legierung aus Eisen (Fe) und Kohlenstoff (C), Silizium (Si), Mangan (Mn), Phosphor (P), Schwefel (S) und anderen kleinen Elementen (Cr, V usw.). Durch die Anpassung des Gehalts verschiedener Elemente im Stahl und des W\u00e4rmebehandlungsprozesses (vier Br\u00e4nde: Abschrecken, Gl\u00fchen, Anlassen, Normalisieren) k\u00f6nnen verschiedene metallografische Strukturen erhalten werden, sodass der Stahl unterschiedliche physikalische Eigenschaften aufweist. Die unter dem metallografischen Mikroskop beobachtete Struktur wird als metallografische Struktur von Stahl nach Probenahme, Schleifen, Polieren und \u00c4tzen mit einem bestimmten Korrosionsmittel bezeichnet. In diesen Konstruktionen verbergen sich die Geheimnisse der Werkstoffe Stahl.<\/p>

        Im Fe-Fe3C-System k\u00f6nnen Eisen-Kohlenstoff-Legierungen mit unterschiedlichen Zusammensetzungen hergestellt werden. Ihre Gleichgewichtsstrukturen sind bei verschiedenen Temperaturen unterschiedlich, sie bestehen jedoch aus mehreren Grundphasen (Ferrit F, Austenit A und Zementit Fe3C). Diese Grundphasen werden in Form mechanischer Mischungen kombiniert und bilden eine reichhaltige und farbenfrohe metallografische Struktur im Stahl. Es gibt acht g\u00e4ngige metallografische Strukturen:<\/p>

I. Ferrit<\/h2>

 Die interstitielle feste L\u00f6sung, die durch Aufl\u00f6sen von Kohlenstoff im Zwischengitter des a-Fe-Gitters entsteht, wird Ferrit genannt, geh\u00f6rt zur BCC-Struktur und weist eine gleichachsige polygonale Kornverteilung auf, die durch das Symbol F ausgedr\u00fcckt wird. Seine Struktur und Eigenschaften \u00e4hneln denen von reinem Eisen. Es hat eine gute Plastizit\u00e4t und Z\u00e4higkeit, aber seine Festigkeit und H\u00e4rte sind geringer (30-100 HB). Bei legiertem Stahl handelt es sich um eine feste L\u00f6sung von Kohlenstoff und Legierungselementen in Alpha-Fe. Die L\u00f6slichkeit von Kohlenstoff in Alpha-Fe ist sehr gering. Bei der AC1-Temperatur betr\u00e4gt die maximale L\u00f6slichkeit von Kohlenstoff 0,02181 TP3T, aber mit sinkender Temperatur sinkt die L\u00f6slichkeit auf 0,00841 TP3T. Daher erscheint der dritte Zementit bei langsamer Abk\u00fchlung an der Ferritkorngrenze. Mit zunehmendem Kohlenstoffgehalt im Stahl nimmt die Zahl der Ferrite ab und die Zahl der Perlite zu. Zu diesem Zeitpunkt ist der Ferrit netz- und halbmondf\u00f6rmig.<\/p>

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\u2161.Austenit<\/h2>

 Die interstitielle feste L\u00f6sung, die durch die Aufl\u00f6sung von Kohlenstoff im Zwischenraum des Gamma-Fe-Gitters entsteht, wird Austenit genannt. Es hat eine fl\u00e4chenzentrierte kubische Struktur und ist eine Hochtemperaturphase, die durch das Symbol A dargestellt wird. Austenit hat eine maximale L\u00f6slichkeit von 2,111 TP3T C bei 1148 C und eine feste L\u00f6sung von 0,771 TP3T C bei 727 C. Seine Festigkeit und H\u00e4rte sind h\u00f6her als die von Ferrit, seine Plastizit\u00e4t und Z\u00e4higkeit sind gut und es ist nicht magnetisch. Seine spezifischen mechanischen Eigenschaften h\u00e4ngen vom Kohlenstoffgehalt und der Korngr\u00f6\u00dfe ab, im Allgemeinen 170-220 HBS, = 40-50%. TRIP-Stahl ist ein Stahl, der auf der Grundlage der guten Plastizit\u00e4t und Flexibilit\u00e4t von Austenit entwickelt wurde. Die verformungsinduzierte Umwandlung und die umwandlungsinduzierte Plastizit\u00e4t von Restaustenit werden genutzt, um die Plastizit\u00e4t von Stahlblechen und die Formbarkeit von Stahlblechen zu verbessern. Austenit in Kohlenstoff- oder legierten Baust\u00e4hlen wandelt sich beim Abk\u00fchlen in andere Phasen um. Erst nach dem Aufkohlen und Hochtemperaturabschrecken von St\u00e4hlen mit hohem Kohlenstoffgehalt und aufgekohlten St\u00e4hlen kann Austenit im Martensitspalt verbleiben und seine metallografische Struktur ist wei\u00df, da es nicht leicht erodiert werden kann.<\/p>

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\u2162. Zementit<\/h2>

 Zementit ist eine Metallverbindung, die aus einem bestimmten Anteil an Kohlenstoff und Eisen besteht. Die Molek\u00fclformel Fe3C zeigt, dass sein Kohlenstoffgehalt 6,691 TP3T betr\u00e4gt und (Fe, M) 3C in der Legierung gebildet wird. Der Zementit ist hart und spr\u00f6de, seine Plastizit\u00e4t und Schlagz\u00e4higkeit sind nahezu Null, seine Spr\u00f6digkeit ist sehr hoch und seine H\u00e4rte betr\u00e4gt 800HB. Bei Eisen und Stahl ist die Verteilung \u00fcblicherweise Netzwerk, Halbnetzwerk, Flocken, Nadelflocken und Granulat.<\/p>

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 IV. Perlit<\/h2>

 Perlit ist eine mechanische Mischung aus Ferrit und Zementit, ausgedr\u00fcckt im Symbol P. Seine mechanischen Eigenschaften liegen zwischen Ferrit und Zementit, mit hoher Festigkeit, m\u00e4\u00dfiger H\u00e4rte und gewisser Plastizit\u00e4t. Perlit ist ein Produkt der eutektoiden Umwandlung in Stahl. Seine Morphologie besteht darin, dass Ferrit und Zementit wie Fingerabdr\u00fccke in Schichten angeordnet sind. Entsprechend dem Verteilungsmuster der Karbide kann man sie in zwei Typen unterteilen: Flockenperlit und Kugelperlit.<\/p>

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 A. Flockenperlit: Es kann in drei Typen unterteilt werden: dicke Flocken, mittlere Flocken und feine Flocken.<\/p>

B. Kugelf\u00f6rmiger Perlit: Der durch sph\u00e4roidisierendes Gl\u00fchen gewonnene Zementit wird sph\u00e4roidisiert und auf der Ferritmatrix verteilt. Die Gr\u00f6\u00dfe der Zementit-Sph\u00e4roide h\u00e4ngt vom sph\u00e4roidisierenden Gl\u00fchprozess ab, insbesondere von der Abk\u00fchlgeschwindigkeit. Kugelf\u00f6rmiger Perlit kann in vier Typen unterteilt werden: grobkugelig, kugelf\u00f6rmig, feinkugelig und punktf\u00f6rmig.<\/p>

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V. Bainit<\/h2>

Bainit ist das Produkt der Umwandlung von Austenit unterhalb der Perlit-Umwandlungszone und oberhalb des MS-Punkts in der Mitteltemperaturzone. Bainit ist eine mechanische Mischung aus Ferrit und Zementit, einer Struktur zwischen Perlit und Martensit, ausgedr\u00fcckt im Symbol B. Je nach Bildungstemperatur kann es in k\u00f6rnigen Bainit, oberen Bainit (oberes B) und unteres Bainit (unteres B) unterteilt werden. K\u00f6rniger Bainit hat eine geringe Festigkeit, aber eine gute Z\u00e4higkeit. Unterer Bainit weist sowohl eine hohe Festigkeit als auch eine gute Z\u00e4higkeit auf. k\u00f6rniger Bainit hat die schlechteste Z\u00e4higkeit. Die Bainit-Morphologie ist ver\u00e4nderlich. Aufgrund seiner Formeigenschaften kann Bainit in drei Typen eingeteilt werden: Feder-, Nadel- und Granulat.<\/p>

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A. Oberer Bainit: <\/h3>

Oberer Bainit zeichnet sich durch die parallele Anordnung von Streifenferrit mit feinem Streifenzement (oder Kurzstab) parallel zur Achse der Ferritnadel aus, der federartig ist.<\/p>

B. Unterer Bainit: <\/h3>

feine Nadelflocken mit bestimmter Ausrichtung, anf\u00e4lliger f\u00fcr Erosion als abgeschreckter Martensit, sehr \u00e4hnlich zu angelassenem Martensit, unter Lichtmikroskop sehr schwer zu unterscheiden, unter Elektronenmikroskop leicht zu unterscheiden. Karbid scheidet sich in nadelf\u00f6rmigem Ferrit aus und seine Ausrichtung betr\u00e4gt 55\u201360 Grad zur L\u00e4ngsachse der Ferritschicht. Der untere Bainit enth\u00e4lt keine Zwillinge, es gibt mehr Versetzungen.<\/p>

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C. K\u00f6rniger Bainit: <\/h3>

Ferrit mit polygonaler Form und vielen unregelm\u00e4\u00dfigen inselartigen Strukturen. Wenn der Austenit des Stahls auf etwas \u00fcber die Bildungstemperatur des oberen Bainits abgek\u00fchlt wird, wandern einige Kohlenstoffatome des ausgeschiedenen Ferrits \u00fcber die Phasengrenze Ferrit\/Austenit vom Ferrit zum Austenit, wodurch der Austenit ungleichm\u00e4\u00dfig reich an Kohlenstoff wird und so die Umwandlung eingeschr\u00e4nkt wird Austenit zu Ferrit. Diese Austenitbereiche sind im Allgemeinen inselartig, k\u00f6rnig oder streifenf\u00f6rmig und auf der Ferritmatrix verteilt. W\u00e4hrend der kontinuierlichen Abk\u00fchlung kann der Austenit in Kornballen je nach Zusammensetzung des Austenits und Abk\u00fchlbedingungen die folgenden Ver\u00e4nderungen erfahren.<\/p>

(i) Zersetzung in Ferrit und Karbid ganz oder teilweise. Unter dem Elektronenmikroskop sind k\u00f6rnige, st\u00e4bchenf\u00f6rmige oder kleine Blockkarbide mit dispersiver multidirektionaler Verteilung zu erkennen.<\/p>

(ii) teilweise Umwandlung in Martensit, der unter dem Lichtmikroskop vollst\u00e4ndig gelb ist.<\/p>

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(iii) beh\u00e4lt immer noch kohlenstoffreichen Austenit.<\/p>

K\u00f6rnige Karbide sind auf der Ferritmatrix des k\u00f6rnigen Bainits verteilt (die Inselstruktur bestand urspr\u00fcnglich aus kohlenstoffreichem Austenit, der beim Abk\u00fchlen in Ferrit und Karbid zerlegt wurde oder sich in Martensit umwandelte oder kohlenstoffreiche Austenitpartikel zur\u00fcckblieb). Federbainit, Ferritmatrix, Streifenkarbid, ausgeschieden am Rand der Ferritplatte. Unterer Bainit, nadelf\u00f6rmiger Ferrit mit kleinen Flockenkarbiden, Flockenkarbid im Ferrit der L\u00e4ngsachse hat einen Winkel von etwa 55 bis 60 Grad. <\/p>

VI. WEISHER’S TISSUE<\/h2>

Die Widmanst\u00e4tten-Struktur ist eine Art \u00fcberhitzte Struktur, die aus Ferritnadeln besteht, die sich in einem Winkel von etwa 60 Grad schneiden und in die Stahlmatrix eingebettet sind. Eine grobe Widmanst\u00e4tten-Struktur verringert die Plastizit\u00e4t und Z\u00e4higkeit von Stahl und erh\u00f6ht seine Spr\u00f6digkeit. Bei untereutektoidem Stahl entstehen durch \u00dcberhitzung grobe K\u00f6rner, die beim Abk\u00fchlen schnell ausfallen. Zus\u00e4tzlich zur Netzwerkausscheidung entlang der Austenitkorngrenze werden daher einige Ferrite von Korngrenze zu Korn gem\u00e4\u00df dem Schermechanismus gebildet und separat in Nadeln ausgeschieden. Die Struktur dieser Verteilung wird Widmanst\u00e4tten-Struktur genannt. Wenn \u00fcberhitzter supereutektoider Stahl abgek\u00fchlt wird, erstreckt sich der Zementit auch von Korngrenze zu Korn und bildet die Widmanst\u00e4tten-Struktur.<\/p>

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\u2166.Martensit<\/h2>
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Die \u00fcbers\u00e4ttigte feste L\u00f6sung von Kohlenstoff in Alpha-Fe wird Martensit genannt. Martensit hat eine hohe Festigkeit und H\u00e4rte, aber seine Plastizit\u00e4t ist schlecht, fast Null. Es kann der durch das Symbol M ausgedr\u00fcckten Sto\u00dfbelastung nicht standhalten. Martensit ist das Produkt der schnellen Abk\u00fchlung von unterk\u00fchltem Austenit und der Umwandlung des Schermodus zwischen MS- und Mf-Punkten. Zu diesem Zeitpunkt k\u00f6nnen Kohlenstoff (und Legierungselemente) nicht mit der Zeit diffundieren, sondern nur vom Gitter (Fl\u00e4chenzentrum) von Gamma-Fe zum Gitter (K\u00f6rperzentrum) von Alpha-Fe, also zur festen L\u00f6sung (Austenit) von Kohlenstoff in Gamma-Fe zur festen L\u00f6sung von Kohlenstoff in Alpha-Fe. Daher basiert die Martensitumwandlung auf den metallografischen Eigenschaften von Martensit, der in Lattenmartensit (kohlenstoffarm) und nadelf\u00f6rmigen Martensit unterteilt werden kann.<\/p>

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A. Lattenmartensit: <\/h3>

auch als kohlenstoffarmer Martensit bekannt. Feine, etwa gleich gro\u00dfe Martensitstreifen ordnen sich parallel zueinander an und bilden Martensitb\u00fcndel bzw. Martensitdom\u00e4nen. Der Orientierungsunterschied zwischen Dom\u00e4nen und Dom\u00e4nen ist gro\u00df, und in einem primitiven Austenitkorn k\u00f6nnen mehrere Dom\u00e4nen mit unterschiedlichen Orientierungen gebildet werden. Aufgrund der hohen Temperatur bei der Bildung von Lattenmartensit kommt es beim Abk\u00fchlprozess zwangsl\u00e4ufig zum Ph\u00e4nomen der Selbstanlassung, und Karbide scheiden sich im gebildeten Martensit aus, so dass dieser anf\u00e4llig f\u00fcr Erosion und Verdunkelung ist.<\/p>

 B. nadelf\u00f6rmiger Martensit:<\/h3>

Auch bekannt als Flockenmartensit oder Martensit mit hohem Kohlenstoffgehalt. Seine grundlegenden Eigenschaften sind: Die erste Martensitschicht, die sich in einem Austenitkorn bildet, ist relativ gro\u00df, oft ist das Austenitkorn \u00fcber das gesamte Korn verteilt, so dass die Gr\u00f6\u00dfe des sp\u00e4ter gebildeten Martensits begrenzt ist , daher variiert die Gr\u00f6\u00dfe der Martensitflocken, unregelm\u00e4\u00dfige Verteilung. Der nadelf\u00f6rmige Martensit bildet sich in eine bestimmte Richtung. In der Martensitnadel befindet sich ein mittlerer Grat. Je h\u00f6her der Kohlenstoffgehalt, desto deutlicher ist der Martensit zu erkennen. Gleichzeitig liegt zwischen dem Martensit wei\u00dfer Restaustenit vor.<\/p>

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 C. Der nach dem Abschrecken gebildete Martensit kann nach dem Anlassen auch drei spezielle metallografische Strukturen bilden:<\/h3>

(i) Verg\u00fcteter Martensit: <\/h4>

the composite of sheet martensite formed during quenching (with a crystal structure of tetragonal body center) which is decomposed in the first stage of tempering, in which carbon is desolved in the form of transition carbides, and extremely fine transition carbide sheets dispersed in the solid solution matrix (whose crystal structure has changed into body-centered cube) (the interface with the matrix is a coherent interface) Phase structure. this kind of structure can not distinguish its internal structure even when magnified to the maximum magnification under metallographic (optical) microscope, only can see that its whole structure is black needle (the shape of black needle is basically the same as that of white needle formed during quenching). This kind of black needle is called “tempered martensite”.<\/p>

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(ii) Geh\u00e4rteter Troostit: <\/h4>

Produkt aus abgeschrecktem, bei mittlerer Temperatur angelassenem Martensit, gekennzeichnet durch das allm\u00e4hliche Verschwinden der Nadelform des Martensits, die jedoch immer noch undeutlich sichtbar ist (chromhaltiger legierter Stahl, dessen Rekristallisationstemperatur f\u00fcr den Legierungsferrit h\u00f6her ist, so dass er immer noch die Nadelform beh\u00e4lt), die ausgeschiedenen Karbide sind gering , schwer unter dem Lichtmikroskop zu unterscheiden, Karbidpartikel sind nur unter dem Elektronenmikroskop sichtbar, Pol Anf\u00e4llig f\u00fcr Erosion und Schw\u00e4rzung des Gewebes. Wenn die Anlasstemperatur h\u00f6her ist oder \u00fcber einen l\u00e4ngeren Zeitraum beibehalten wird, werden die Nadeln wei\u00df. Zu diesem Zeitpunkt konzentrieren sich die Karbide am Rand der Nadeln und die H\u00e4rte des Stahls wird etwas geringer und die Festigkeit nimmt ab.<\/p>

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(iii) getemperter Sorbit: <\/h4>

Produkt aus abgeschrecktem Martensit, das bei hoher Temperatur angelassen wurde. Seine Eigenschaften sind: Auf der Sorbitmatrix sind feink\u00f6rnige Karbide verteilt, die unter dem Lichtmikroskop deutlich zu erkennen sind. Diese Art von Struktur, auch konditionierte Struktur genannt, weist eine gute Kombination aus Festigkeit und Z\u00e4higkeit auf. Je feiner die Feinkarbide auf Ferrit sind, desto h\u00f6her sind H\u00e4rte und Festigkeit und desto schlechter ist die Z\u00e4higkeit. im Gegenteil: Je geringer die H\u00e4rte und Festigkeit, desto h\u00f6her die Z\u00e4higkeit.<\/p>

\u2167.Ledeburit<\/h2>
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The eutectic mixtures in FERROCARBON alloys, i.e. liquid FERROCARBON alloys with a mass fraction of carbon (carbon content) of 4.3%, are called ledeburite when the mechanical mixtures of austenite and cementite crystallize simultaneously from the liquid at 1480 degrees Celsius. Since austenite transforms into pearlite at 727 C, ledeburite is composed of pearlite and cementite at room temperature. In order to distinguish the ledeburite above 727 C is called high-temperature ledeburite (L d), and the ledeburite below 727 C is called low-temperature ledeburite (L’d). The properties of ledeburite are similar to those of cementite with high hardness and poor plasticity.<\/p>

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Modern materials can be divided into four categories: metals, polymers, ceramics and composite materials. Despite the rapid development of macromolecule materials, steel is still the most widely used and most important material in the current engineering technology. What factors determine the dominant position of steel materials? Now let’s introduce it in detail. Iron and steel…<\/p>","protected":false},"author":2,"featured_media":19470,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":""},"categories":[79],"tags":[],"class_list":["post-3823","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-materials-weekly"],"jetpack_featured_media_url":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/wp-content\/uploads\/2019\/06\/1-6.png","jetpack_sharing_enabled":true,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3823","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=3823"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3823\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/19470"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=3823"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=3823"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=3823"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}