Allgemeine Bergriffe der Metallographie

Allgemeine Begriffe der Metallographie

Neben den Definition der Gefügebestandteile gibt es noch ein Vielzahl weitere Fachbegriffe die hier nachfolgend erklärt und definiert werden.

Bedeutung	Beschreibung
Ätzen	Dient zur Sichtbarmachung der verschiedenen Gefügebestandteile mittels eines Ätzmittels.
Ätzmittel	Säure, Laugen oder deren Gemische zum anätzen von Schliffen.
Bildreihe	Darstellung bestimmter Merkmale des Werkstoffgefüges in mehr oder weniger regelmäßiger Abstufung in einer Reihe von Bildvorlagen zur einfachen, aber hinreichend genauen Beurteilung des Gefüges, insbesondere bei laufenden Prüfungen (z.B. Bildreihe der Karbidausbildung, der Graphitausbildung, der nichtmetallischen Einschlüsse u.a.. Enthalten in z.B. Stahl-Eisen-Prüfblätter, ISO Normen).
Carbidzeilen	Ansammlung von Carbiden in Zeilenform vorwiegend in hochkohlenstoffhaltigen Stählen z.B. Schellarbeitsstahl, Kaltarbeitsstahl usw..
Dendriten	Das Erstarrungsgefüge eines Gußblockes oder eines Gußstückes bildet sich nach sehr komplexen Gesetzen. Atomar gesehen ist die Erstarrung der Übergang von einem ungeordneten Zustand zu einem geordneten Zustand. Die Erstarrung verläuft in der sogenannten dentritischen Struktur (als Dendriten (von griechisch déndron „Baum“) bezeichnet man in der Metallo- und Kristallographie baum- oder strauchartige Kristallstrukturen), diese können im festen Zustand durch ätzen sichtbar gemacht werden.
Einbetten	Einbetten einer metallographischen Probe in Kunststoff oder anderen Einbettmitteln.
Einformung	Gestaltänderung von Karbidteilchen, z. B. Zementitlamellen, in eine beständigere kugelige Form
Einhärtungsschicht	durch Abschrecken gehärtete Randschicht eines Werkstückes, deren Dicke im Allgemeinen durch die Einhärtungstiefe festgelegt ist
Entkohlung	Verringerung des Kohlenstoffgehaltes in der Randschicht eines Werkstückes. ANMERKUNG Dies kann ein teilweiser (Abkohlung) oder ein nahezu vollständiger Entzug (Auskohlung) des Kohlenstoffes sein. Beide Entkohlungsarten zusammen werden als „Gesamtentkohlung“ bezeichnet.
Entkohlungstiefe	Abstand von der Oberfläche eines Werkstückes bis zu einer die Dicke der entkohlten Schicht kennzeichnenden Grenze ANMERKUNG Diese Grenze ist je nach Art der Entkohlung unterschiedlich und kann durch Verweisung auf einen Gefügezustand, Härtewert oder den Kohlenstoffgehalt des unveränderten Grundwerkstoffes (siehe ISO 3887) oder einen anderen festgelegten Kohlenstoffgehalt gekennzeichnet werden.
eutektoidische Umwandlung	reversible Umwandlung von Austenit in Perlit (Ferrit und Zementit), die bei einer konstanten Temperatur abläuft, feste Lösung Mischkristall homogene, feste, kristalline Phase aus zwei oder mehreren Elementen. ANMERKUNG Man unterscheidet den Substitutionsmischkristall, bei dem Gitteratome des Grundelements durch Atome des Lösungsmittels ersetzt sind, und den Einlagerungsmischkristall, bei dem sich Fremdatome auf Zwischengitterplätzen des Grundelementes befinden.
feste Lösung	Mischkristall homogene, feste, kristalline Phase aus zwei oder mehreren Elementen ANMERKUNG Man unterscheidet den Substitutionsmischkristall, bei dem Gitteratome des Grundelements durch Atome des Lösungsmittels ersetzt sind, und den Einlagerungsmischkristall, bei dem sich Fremdatome auf Zwischengitterplätzen des Grundelementes befinden.
Gefügebestandteile	Bestandteile der einzelnen vorhandenen Strukturen (Gefüge) wie, Perlit, Martensit, Bainit, Austenit, Restaustenit, Carbiden und anderen Phasen, in verschiedenen Prozentzahlen
intermetallische Verbindung	Verbindung von zwei oder mehreren Metallen mit anderen physikalischen Eigenschaften und anderer Kristallstruktur als die der reinen Metalle oder ihrer festen Lösungen
Korn	Kristallit, Einzelkristall einer vielkristallinen Gestalt (oder Form) ANMERKUNG Die Form eines Ferritkorns kann k-r-z sein.
Korngrenze	Grenzfläche zwischen zwei Körnern mit unterschiedlicher kristallographischer Orientierung
Korngröße	Kenngröße für die Abmessungen eines Korns, wie im metallographischen Schliff sichtbar; siehe ISO 643 oder ASTM E112. ANMERKUNG Die Art des Korns sollte angegeben werden, z. B. austenitisch, ferritisch, usw.. Die Korngröße ist ein Maß für den Raum- insbesondere den Flächeninhalt der als „idealen Körper“ vorgestellten Kristallite innerhalb eines Kristallhaufwerkes. Die „Korngröße“ gibt in der Regel ein Mittel über mehrere Körner an und wird durch Vergleich mit Bildreihen, Linienschnittverfahren und Bildanalytisch ermittelt. Prüfung nach McQuaid-Ehn Prüfverfahren zur Bestimmung der scheinbaren Austenitkorngröße von Einsatzstählen. Die Prüfergebnisse werden als von 1 aufsteigende Kennzahlenreihe dargestellt, für weitere Informationen siehe ISO 643
Makrogefüge	Gefüge eines Werkstoffes, das mit bloßem Auge oder nur geringer optischer Vergrößerung (Lupe) erkennbar ist.
Materialografie	Materialografie ist ein Kunstwort welches geschaffen wurde um die „metallographischen“ Prüfmethoden, die heute auch bei anderen als metallischen Werkstoffen eingesetzt werden neu zu benennen. Dieser Begriff wird immer öfter bei der Untersuchung von Metallen eingesetzt, dies ist falsch, auch wenn immer mehr Fachleute diesen Begriff verwenden wird es nicht richtiger.
Metallmikroskop	Ein Metallmikroskop hat die Aufgabe, die Beobachtung und Auswertung einer geätzten oder ungeätzten Probenoberfläche zu ermöglichen.
Metallografie	Die Metallographie ist eine metallkundliche Untersuchungsmethode. Sie umfasst die optische Untersuchung einer Metallprobe mit dem Ziel einer qualitativen und quantitativen Beschreibung des Gefüges. Es sind dabei makroskopische, mikroskopische und elektronenmikroskopische Gefügebetrachtungen zu unterscheiden.
Metallographische Präparation	Herstellung einer metallographischen Probe, mit den verschiedenen Präparationsschritten, zur Sichtbarmachung der Gefügebestandteile.
Metallographische Untersuchung	Bei einer metallographischen Untersuchung wird eine Metallprobe Mikroskopisch oder Makroskopisch untersucht. Hierbei wird das Gefüge, zum Gefüge gehören insbesondere die Phasen mit dazwischen befindlichen Phasengrenzen, Seigerungen bzw. Dendriten, die Körner mit dazwischen befindlichen Korngrenzen, Poren, Lunker, Einschlüsse etc., beschrieben.
Mikrogefüge	Gefüge eines Werkstoffes, erst bei Anwendung besonderer optischer (Mikroskop) Hilfsmittel erkennbar ist.
Mischkristall	Kristall, in dessen Gitter (Kristallgitter) Atome des Grundelementes durch Atome eines oder mehrerer anderer Elemente ersetzt sind (Substitutionsmischkristall) oder in dessen Gitter Atome eines oder mehrerer Elemente auf Zwischengitterplätze eingelagert sind (Einlagerungsmischkristall).
nadelige Struktur von Gusseisen	graues Gusseisen mit Kugelgraphit. Es unterscheidet sich vom grauen Gusseisen mit Lamellengraphit in seiner chemischen Zusammensetzung lediglich durch die Zugabe von Magnesium (von 0,04 % bis 0,06 %), Cer und seltenen Erden, welche die Bildung des Kugelgraphits beeinflussen. ANMERKUNG Üblicherweise wird Gusseisen mit nadeliger Struktur einer Wärmebehandlung unterzogen, z. B. Austempern, Normalglühen, Abschrecken und Anlassen.
nadelförmiges Gefüge	nadeliges Gefüge, dessen Bestandteile im Schliffbild als Nadeln erscheinen
Orientierung	Orientierung der Schliffebene zur Verformungsrichtung, es wird zwischen Längs-, Quer- und Flachschliff -(oder Aufschliff) unterschieden. Siehe Schlifflage/Schliffrichtung
Netzwerk	Netzwerkartig angeordnete Struktur im Gefüge. z.B. Karbidnetzwerk
Oxidation	Ergebnis einer Reaktion von Sauerstoff mit Eisen und oxidbildenden Legierungselementen in Eisenwerkstoffen. Mit steigenden Temperaturen und Dauer erhöht sich die Dicke der Oxidschicht ANMERKUNG 1 Beim Eisen kommen drei verschiedene Oxide vor: Wüstit (FeO), Magnetit (Fe3O4) und Hämatit (Fe2O3). ANMERKUNG 2 Es ist zu unterscheiden zwischen Oxidation als Ergebnis eines gewünschten Oxidierens, z. B. bei Oxynitrierung, Bläuen oder nach einem Nitrocarburieren, und Oxidation als unerwünschtem Effekt der Aufkohlung in sauerstoffhaltigen Aufkohlungsmitteln, siehe auch „Oxidation innere“.
Oxidation innere	Ausscheidung fein verteilter Oxide in mehr oder weniger großem Abstand von der Oberfläche eines Eisenwerkstoffes infolge von der Randschicht her eindiffundierten Sauerstoffs
Phase	strukturell homogener Bestandteil eines Systems
Polieren	Polieren einer Probe um einen metallographischen Schliff Fertigzustellen, erfolgt in verschiedenen Schritten, je nach Poliermittel bis zu einer Körnung von 0,05µm.
Primärgefüge	Übliche Bezeichnung für das bei der Erstarrung des flüssigen Stahles/Gußes sich aus der Schmelze bildende Kristallgefüges, das u.U. auch nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur vorhanden sein kann.
Primärkorn	übliche Bezeichnung für das Austenitkorn, im Gegensatz zum Ferrit-Perlit-Korn, dem sogenannten Sekundärkorn.
Riss	ANMERKUNG Im Allgemeinen wird ein Riss durch Hinweis auf die Bedingungen der Rissbildung gekennzeichnet, z. B. Warmriss, Härteriss. Wärmebehandlungsriss / Härteriss, Riss der in einem Eisenwerkstoff durch unmittelbare oder verzögerte Auswirkungen eines Wärmens oder eines Abkühlens hervorgerufen wird. Schleiffriss, Riss der während des Schleifprozesses entsteht
Schleifen	Schleifen einer Probe um einen metallographischen Schliff herzustellen, erfolgt in verschiedenen Schritten oftmals mit Siliciumcarbidpapier bis zu einer Körnung von FEPA 1200 (4000), oder mit Diamantscheiben.
Schliff	Bezeichnung für eine Werkstoffprobe, die für eine Gefügeuntersuchung an einer Fläche geschliffen, poliert und meist geätzt ist.
Schlifflage/Schliffrichtung	Lage des Schliffes in einem Bauteil, bezogen auf die Vorformungsrichtung beim Umformen. Es wird unterschieden zwischen: Längsschliff Querschliff Flachschliff Abhängig von der Schlifflage zur Verformungsrichtung können metallographische Strukturen vollkommen anders aussehen und wenn zwei Betrachter, dann dasselbe Material betrachten sehen sie beide was anderes. Die Schlifflage muss bei der Gefügeauswertung immer angegeben werden. Ist die Orientierung der Verformungsrichtung nicht bekannt muß dies im Prüfbericht zu vermerkt werden. Im gezeigten Beispiel ist gut erkennbar, dass bei den unterschiedlichen Schlifflagen zur Verformungsrichtung, sowohl der Gesamteindruck des Gefüges als auch die Korngröße anders erscheint.
Segregation	ungleichmäßige Konzentration von Kohlenstoffteilchen, Schwefelteilchen oder anderen Bestandteilen in Stahlprodukten infolge langsamer Verfestigung. ANMERKUNG Durch Diffusionsglühen kann die Segregation vermindert werden. Das Problem tritt in der modernen Stahlherstellung und beim Stranggussverfahren weitgehend nicht mehr auf.
Sekundärgefüge	Übliche Bezeichnung für das nach Umwandlung des Austenits im festen Zustand gebildete Gefüge.
Sekundärkorn	übliche Bezeichnung für das nach der Umwandlung des Austenits vorhandene Korn, z.B. Ferrit-Perlit-Korn.
Trennen	Heraustrennen von metallographischen Proben aus eine Werkstück oder Bauteil. Erfolgt mit verschiedenen Methoden wie Sägen, Trennen usw..
Überlappung - Überwalzung	Oberflächenfehler der beim Walzen oder Schmieden entsteht wenn Material übereinander geschoben wird.
Verbrennung	irreversible Änderung des Gefüges und der Eigenschaften durch beginnendes Aufschmelzen an den Korngrenzen
Versetzung	kristallographischer Fehler oder Unregelmäßigkeit innerhalb eines kristallinen Gefüges. Es sind zwei grundlegende Arten zu unterschieden: Stufenversetzungen und Schraubenversetzungen. ANMERKUNG Kaltumformen erhöht den Anteil an Versetzungen und bewirkt eine höhere Festigkeit.
voreutektoidische Ausscheidung	Bestandteil, der sich beim Austenitzerfall vor der eutektoidischen Umwandlung bildet ANMERKUNG 1 Bei untereutektoidischen Stählen ist die voreutektoidische Ausscheidung Ferrit, bei übereutektoidischen Stählen ist die voreutektoidische Ausscheidung ein Carbid. ANMERKUNG 2 Die Phasen eines Eisenwerkstoffes sind z. B. Ferrit, Austenit, Zementit, usw.
Widmannstätten-Struktur	Das Widmanstätten-Gefüge, benannt nach dem österreichischen Naturwissenschaftler Alois von Beckh-Widmanstätten (1754–1849). Gefügeanordnung, die aus der Bildung einer neuen Phase entlang bestimmter kristallographischer Ebenen in der ursprünglichen festen Lösung resultiert. ANMERKUNG Bei untereutektoidischen Stählen erscheinen im metallographischen Schliff Ferritnadeln in einer perlitischen Matrix. Bei übereutektoidischen Stählen bestehen die Nadeln aus Zementit.
Zeilengefüge / Zeiligkeit	Zeilenstruktur parallel zur Umformrichtung verlaufende Zeilen, die im Schliffbild sichtbar werden und die im Laufe des Umformens eingetretene Streckung der Bereiche unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung wiedergeben

Einzelnachweise

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