Perlit (Stahl)

Perlit (Stahl)

Der Perlit ist ein lamellar angeordneter, eutektoider Gefügebestandteil des Stahles.

untereutektoider Stahl (0,7 % C), perlitisch mit geringem ferritischen Anteil

Es ist ein Phasengemisch aus Ferrit und Zementit, das durch gekoppelte Kristallisation in Eisen-Kohlenstoff-Legierungen bei Kohlenstoffgehalten zwischen 0,02 % und 6,67 % auftritt. Der eutektoide Punkt liegt bei 723 °C und 0,80 % C. Bis 4,3 % C liegt der Perlit als separater Gefügebestandteil vor, oberhalb von 2,06 % C ist er Bestandteil des Ledeburits II (eutektisches Gefüge).

Häufig spricht man von einer „Perlitstufe“, die gemessen am Lamellenabstand in Perlit, feinstreifigen (veraltet: Sorbit) und sehr feinststreifigen (veraltet: Troostit) Perlit unterteilt wird. Da die Lamellenpakete im Perlit zufällig angeordnet sind und so im Schliff in unterschiedlichsten Richtungen angeschnitten werden, entsprechen die im Schliffbild sichtbaren Lamellenabstände nicht den tatsächlichen (meist geringeren) Abständen.

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.

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. Bedingt durch die Abwechslung von kohlenstoffarmen und -reichen Gebieten, entsteht dabei die typische Lamellenstruktur. Stellt sich nun ein Kohlenstoffgehalt von 0,02 % in der kohlenstoffarmen Lamelle ein, klappt das Gefüge der Lamelle in Ferrit (α-Fe) um. Der Kohlenstoffgehalt in der kohlenstoffreichen Lamelle dagegen steigt bis 6,67 %, es bildet sich also Zementit (Fe3C). Da er sekundär aus dem Austenit (γ-Fe) entsteht (im Gegensatz zu primär aus der Schmelze), wird er als Sekundärzementit (Fe3CII) bezeichnet.

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 (Fe3CIII) nennt.

Bei einer untereutektoiden Perlitbildung, also bei einem Kohlenstoffgehalt von 0,02 Ma.% < C < 0,8 Ma.% , 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. 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. 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.


Wikimedia Foundation.

Игры ⚽ Нужно решить контрольную?

Schlagen Sie auch in anderen Wörterbüchern nach:

  • Perlit — ist die Bezeichnung für eine streifenförmige Gefügeform von Eisen Kohlenstoff Legierungen, siehe Perlit (Stahl), und ein vulkanisches Glas (Obsidian), siehe Perlit (Gestein). Diese Seite ist eine Begriffsklärung zur Untersc …   Deutsch Wikipedia

  • Stahl — DIN EN 10020 Bereich Werkstoffe Titel Begriffsbestimmungen für die Einteilung der Stähle Kurzbeschreibung …   Deutsch Wikipedia

  • Kohlenstoff-Stahl — Dieser Artikel oder Abschnitt ist nicht hinreichend mit Belegen (Literatur, Webseiten oder Einzelnachweisen) versehen. Die fraglichen Angaben werden daher möglicherweise demnächst gelöscht. Hilf Wikipedia, indem du die Angaben recherchierst und… …   Deutsch Wikipedia

  • Dualphasen-Stahl — DIN EN 10336 Bereich Werkstoffe Regelt Kontinuierlich schmelztauchveredeltes und elektrolytisch veredeltes Band und Blech aus Mehrphasenstählen zum Kaltumformen …   Deutsch Wikipedia

  • Sorbit (Stahl) — Sorbit ist ein Gefüge des Stahls. Benannt wurde er nach Henry Clifton Sorby. Sorbit entsteht durch Anlassen des Martensits. Die nadelförmigen Martensit Kristallite zerfallen dabei in ein feinstes Gemisch von Teilchen aus Ferrit und Zementit. Die… …   Deutsch Wikipedia

  • Zwischenstufengefüge — Bainit (benannt nach dem US amerikanischen Metallurgen Edgar C. Bain) ist ein Gefüge, das bei der Wärmebehandlung von kohlenstoffhaltigem Stahl durch isotherme Umwandlung oder kontinuierliche Abkühlung entstehen kann. Synonym zu Bainit wird im… …   Deutsch Wikipedia

  • Monobloc-Rad — Treibradsatz einer Dampflok. An den Außenseiten befinden sich die Kurbelzapfen für die Außenzylinder. Die Achswelle ist als Kurbelwelle für den dritten Zylinder „ausgekröpft“ (in der Fachsprache daher eine „Kropfachse“). Auffallend sind auc …   Deutsch Wikipedia

  • Nahtloser Radreifen — Treibradsatz einer Dampflok. An den Außenseiten befinden sich die Kurbelzapfen für die Außenzylinder. Die Achswelle ist als Kurbelwelle für den dritten Zylinder „ausgekröpft“ (in der Fachsprache daher eine „Kropfachse“). Auffallend sind auc …   Deutsch Wikipedia

  • Radreifen — Treibradsatz einer Dampflok. An den Außenseiten befinden sich die Kurbelzapfen für die Außenzylinder. Die Achswelle ist als Kurbelwelle für den dritten Zylinder „ausgekröpft“ (in der Fachsprache daher eine „Kropfachse“). Auffallend sind au …   Deutsch Wikipedia

  • Schienenrad — Treibradsatz einer Dampflok. An den Außenseiten befinden sich die Kurbelzapfen für die Außenzylinder. Die Achswelle ist als Kurbelwelle für den dritten Zylinder „ausgekröpft“ (in der Fachsprache daher eine „Kropfachse“). Auffallend sind au …   Deutsch Wikipedia

Share the article and excerpts

Direct link
Do a right-click on the link above
and select “Copy Link”