Eisen-Kohlenstoff-Legierungen und Wärmebehandlung

Hauptkomponenten von Eisen-Kohlenstoff-Legierungen

Die Hauptkomponenten von Eisen-Kohlenstoff-Legierungen sind: Perlit (bestehend aus dünnen Filmen von Ferrit, hellgrau, und Zementit, dunkelgrau; Kohlenstoffgehalt 0,89%; härter als Ferrit und Zementit), Ferrit (fast reines Eisen, sehr weich, dehnbar und magnetisch; kubische Struktur), Zementit (Zusammensetzung Fe3C, härtester und sprödster Bestandteil von Stahl), Austenit, Martensit, Ledeburit (Gemisch aus Zementit und Austenit).

Wärmebehandlungen von Stahl

Härten: Erhöht die Härte, Zähigkeit und Streckgrenze, erhöht aber auch die Sprödigkeit. Abschreckung erfolgt in Wasser, Öl, Luftstrom oder Blei.

Anlassen: Reduziert die Sprödigkeit, Härte und Festigkeit von gehärtetem Stahl, stellt Duktilität wieder her und beseitigt innere Spannungen.

Glühen: Eine weitere Wärmebehandlung zur Veränderung der Materialeigenschaften.

Thermo-chemische Behandlungen

Zu den thermo-chemischen Behandlungen gehören: Zementieren, Nitrieren, Carbonitrieren, Cyanidieren und Sulfinieren.

Materialprüfung

Es gibt verschiedene Arten von Materialprüfungen, darunter statische Härteprüfungen, zerstörende statische Tests, dynamisch-mechanische Tests, Biegeversuche, Zugversuche, Schmiedeversuche und Scherversuche.

Klassifikation von Metallen

Metalle werden in Eisenmetalle und Nichteisenmetalle unterteilt.

Eisenmetalle

Eisen: Besitzt Allotropie, d.h. es kann in verschiedenen internen Atomordnungen existieren, was zu unterschiedlichen Strukturen führt. Dazu gehören flüssiges Eisen, Delta-Eisen, Gamma-Eisen und Alpha-Eisen.

Stahl: Eisen mit einem bestimmten Kohlenstoffanteil. Es gibt Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt, Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt und Edelstahl (Legierung aus Eisen und Chrom; höherer Chromanteil führt zu besserem Schutz vor Oxidation).

Gusseisen: Eine weitere Eisenlegierung.

Nichteisenmetalle

Zu den Nichteisenmetallen gehören: Aluminium und seine Legierungen, Kupfer, Zink, Zinn, Messing (Kupfer-Zink-Legierung, dehnbar und verformbar; Härte und Farbe variieren je nach Kupferanteil) und Bronze.

Allotrope Formen von Eisen

Alpha-Eisen (Ferrit): Reines Eisen mit kubisch-raumzentrierter Kristallstruktur; magnetisch bis 770°C.

Gamma-Eisen (Austenit): Reines Eisen zwischen 911 und 1400°C; nicht magnetisch und mit kubisch-flächenzentrierter Kristallstruktur.

Delta-Eisen: Allotrope Form von Eisen zwischen 1400 und 1539°C; kubisch-raumzentrierte Kristallstruktur; geht in flüssigen Zustand über.