Definition der Gefügebestandteile: Unterschied zwischen den Versionen
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|Feinkörniges Gemisch aus Ferrit und stabilisiertem Austenit, das die hohe Festigkeit und Duktilität von bainitischem Gusseisen mit Kugelgraphit (ADI) bewirkt | |Feinkörniges Gemisch aus Ferrit und stabilisiertem Austenit, das die hohe Festigkeit und Duktilität von bainitischem Gusseisen mit Kugelgraphit (ADI) bewirkt | ||
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|Bainit (benannt nach dem US-amerikanischen Metallurgen Edgar C. Bain) ''Alte Bezeichnung Zwischenstufe'' | |Bainit (benannt nach dem US-amerikanischen Metallurgen Edgar C. Bain) ''Alte Bezeichnung Zwischenstufe'' | ||
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|Chemische Verbindung von Eisen und/oder anderen Elementen mit Kohlenstoff. In der Metallographie wird das Carbid bildende Element dem Wort Carbid vorangestellt. Vanadincarbid, Eisencarbid usw.. | |Chemische Verbindung von Eisen und/oder anderen Elementen mit Kohlenstoff. In der Metallographie wird das Carbid bildende Element dem Wort Carbid vorangestellt. Vanadincarbid, Eisencarbid usw.. | ||
* Eisencarbid (Fe3C), wird in Eisen- und Stahllegierungen Zementit genannt | * Eisencarbid (Fe3C), wird in Eisen- und Stahllegierungen Zementit genannt | ||
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*** Sogenannte Knochencarbide können beim Aufkohlen bei erhöhtem C-Pegel in der Ofenatmosphäre entstehen, sie bilden sich bevorzugt auf den Korngrenzen und Kornzwickeln und haben das aussehen von Knochenartigen Gebilden. Auch nicht aufgelöste aber eingeformte Karbidnetzwerke können das aussehen von Knochencarbide annehmen. | *** Sogenannte Knochencarbide können beim Aufkohlen bei erhöhtem C-Pegel in der Ofenatmosphäre entstehen, sie bilden sich bevorzugt auf den Korngrenzen und Kornzwickeln und haben das aussehen von Knochenartigen Gebilden. Auch nicht aufgelöste aber eingeformte Karbidnetzwerke können das aussehen von Knochencarbide annehmen. | ||
[[File:Knochencarbid-2.jpg|320px]]Knochencarbide, entstanden durch Überkohlung beim Einsatzhärten<ref name="Metallographie in der Praxis"/> [[File: 100CR6-Knochen.jpg|300px]]Knochencarbide, nicht aufgelöstes Carbidnetzwerk<ref name="Metallographie in der Praxis"/> | [[File:Knochencarbid-2.jpg|320px]]Knochencarbide, entstanden durch Überkohlung beim Einsatzhärten<ref name="Metallographie in der Praxis"/> [[File: 100CR6-Knochen.jpg|300px]]Knochencarbide, nicht aufgelöstes Carbidnetzwerk<ref name="Metallographie in der Praxis"/> | ||
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|Carbid des Eisens entsprechend der Näherungsformel Fe 2-4 C | |Carbid des Eisens entsprechend der Näherungsformel Fe 2-4 C | ||
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− | + | =='''CLT''' <ref>DIN ISO 15787, ''Technische Produktdokumentation - Wärmebehandelte Teile aus Eisenwerkstoffen - Darstellung und Angaben'', Beuth Verlag GmbH, Berlin</ref>== | |
Compound layer thickness | Compound layer thickness | ||
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|bei einer thermochemischen Behandlung entstandene Oberflächenschicht, die aus den chemischen Verbindung(en) besteht, die während der Behandlung aus dem oder den eindiffundierten Element(en) und bestimmten Elementen des Grundwerkstoffes gebildet wurde(n). Alte Bezeichnung VS neue Bezeichnung, DIN EN ISO 15787, '''CLT''' = Compound layer thickness. | |bei einer thermochemischen Behandlung entstandene Oberflächenschicht, die aus den chemischen Verbindung(en) besteht, die während der Behandlung aus dem oder den eindiffundierten Element(en) und bestimmten Elementen des Grundwerkstoffes gebildet wurde(n). Alte Bezeichnung VS neue Bezeichnung, DIN EN ISO 15787, '''CLT''' = Compound layer thickness. | ||
'''BEISPIEL''' Die Oberflächenschicht kann die beim Nitrieren gebildete Nitridschicht sein, die beim Borieren gebildete Boridschicht oder die beim Chromieren gebildete Chromcarbidschichtschicht eines Stahls mit höherem Kohlenstoffgehalt. | '''BEISPIEL''' Die Oberflächenschicht kann die beim Nitrieren gebildete Nitridschicht sein, die beim Borieren gebildete Boridschicht oder die beim Chromieren gebildete Chromcarbidschichtschicht eines Stahls mit höherem Kohlenstoffgehalt. | ||
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[[Datei:CLT-42CrMo4-1000x.jpg|400px]]<ref name="Metallographie in der Praxis"/> [[Datei:Borier-1.jpg|500px]]<ref name="Metallographie in der Praxis"/> | [[Datei:CLT-42CrMo4-1000x.jpg|400px]]<ref name="Metallographie in der Praxis"/> [[Datei:Borier-1.jpg|500px]]<ref name="Metallographie in der Praxis"/> | ||
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|stabiler Zustand des reinen Eisens zwischen 1392 °C und seinem Schmelzpunkt | |stabiler Zustand des reinen Eisens zwischen 1392 °C und seinem Schmelzpunkt | ||
'''ANMERKUNG 1''' Seine Kristallstruktur ist kubisch-raumzentriert, gleich der des a-Eisens | '''ANMERKUNG 1''' Seine Kristallstruktur ist kubisch-raumzentriert, gleich der des a-Eisens | ||
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|'''Einformung''' | |'''Einformung''' | ||
|Gestaltänderung von Karbidteilchen, z.B. Zementitlamellen, in beständigere Formen. | |Gestaltänderung von Karbidteilchen, z.B. Zementitlamellen, in beständigere Formen. | ||
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− | + | =='''Eisencarbid<ref name="Lexikon" /> ''' == | |
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|Chemische Verbindung von Eisen und Kohlenstoff mit der Strukturformel Fe3C. Als Gefügebestandteil wird das Eisencarbid Zementit genannt. | |Chemische Verbindung von Eisen und Kohlenstoff mit der Strukturformel Fe3C. Als Gefügebestandteil wird das Eisencarbid Zementit genannt. | ||
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|Chemische Verbindung von Eisen und Schwefel mit der Strukturformel FeS. | |Chemische Verbindung von Eisen und Schwefel mit der Strukturformel FeS. | ||
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− | + | =='''Eisenoxid '''== | |
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|Chemische Verbindung von Eisen und Sauerstoff. Beim Eisen kommen drei verschiedene Oxide vor: Wüstit (FeO), Magnetit (Fe3O4) und Hämatit (Fe2O3). | |Chemische Verbindung von Eisen und Sauerstoff. Beim Eisen kommen drei verschiedene Oxide vor: Wüstit (FeO), Magnetit (Fe3O4) und Hämatit (Fe2O3). | ||
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− | + | =='''Ferrit'''<ref name="Osmond"/> <ref name="Lexikon" /> <ref name="DIN EN ISO 4885" />== | |
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|Metallographische Bezeichnung für die Mischkristalle des α-Eisens mit anderen Elementen. '''α-Eisen''', stabiler Zustand des reinen Eisens bei Temperaturen unterhalb 911 °C. | |Metallographische Bezeichnung für die Mischkristalle des α-Eisens mit anderen Elementen. '''α-Eisen''', stabiler Zustand des reinen Eisens bei Temperaturen unterhalb 911 °C. | ||
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* '''ANMERKUNG 1''' Seine Kristallstruktur ist kubisch-raumzentriert. | * '''ANMERKUNG 1''' Seine Kristallstruktur ist kubisch-raumzentriert. | ||
* '''ANMERKUNG 2''' Es ist ferromagnetisch bei Temperaturen unterhalb 768 °C (Curie-Punkt). | * '''ANMERKUNG 2''' Es ist ferromagnetisch bei Temperaturen unterhalb 768 °C (Curie-Punkt). | ||
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|stabiler Zustand des reinen Eisens zwischen 911 °C und 1 392 °C | |stabiler Zustand des reinen Eisens zwischen 911 °C und 1 392 °C | ||
'''ANMERKUNG 1''' Seine Kristallstruktur ist kubisch-flächenzentriert. | '''ANMERKUNG 1''' Seine Kristallstruktur ist kubisch-flächenzentriert. | ||
'''ANMERKUNG 2''' Es ist paramagnetisch. | '''ANMERKUNG 2''' Es ist paramagnetisch. | ||
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|Reiner Kohlenstoff im Gefüge. | |Reiner Kohlenstoff im Gefüge. | ||
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|'''Fe2O3''' Eisenoxid - Chemische Verbindung von Eisen und Sauerstoff. | |'''Fe2O3''' Eisenoxid - Chemische Verbindung von Eisen und Sauerstoff. | ||
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|Metallographische Bezeichnung für den in Eisen-Kohlenstoff-Legierungen mit unter 0,02% Kohlenstoff bevorzugt an den Korngrenzen der Ferritkristalle ausgeschiedenem Tertiärzementit, Bildung entlang der Linie P-Q im Eisen-Kolenstoff-Schaubild. | |Metallographische Bezeichnung für den in Eisen-Kohlenstoff-Legierungen mit unter 0,02% Kohlenstoff bevorzugt an den Korngrenzen der Ferritkristalle ausgeschiedenem Tertiärzementit, Bildung entlang der Linie P-Q im Eisen-Kolenstoff-Schaubild. | ||
Auch der in übereutektoidischen Stählen auf den ehemaligen Austenitkorngrenzen in Netzform vorhandene Sekundärzementit wird als Korngrenzenzementit bezeichnet. | Auch der in übereutektoidischen Stählen auf den ehemaligen Austenitkorngrenzen in Netzform vorhandene Sekundärzementit wird als Korngrenzenzementit bezeichnet. | ||
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|'''Ledeburit<ref name="Lexikon" />''' | |'''Ledeburit<ref name="Lexikon" />''' | ||
|Ledeburit wurde nach seinem Entdecker, dem Metallurgen Karl Heinrich Adolf Ledebur (1837–1906), benannt. | |Ledeburit wurde nach seinem Entdecker, dem Metallurgen Karl Heinrich Adolf Ledebur (1837–1906), benannt. | ||
Gefüge einer Eisenkohlenstoff-Legierung, das durch eutektische Umwandlung entsteht und aus Austenit und Zementit besteht. Gefügeart (oder –bestandteil) bestehend aus einem Gemenge aus Austenit und Eisencarbid, die bei verhältnismäßig kohlenstoffreichen Eisenwerkstoffen unmittelbar nach der Erstarrung der Schmelze vorhanden ist. Der Austenitanteil des Ledeburits wandelt sich im Laufe der Abkühlung in andere Gefügebestandteile z.B. Perlit um die Carbide bleiben jedoch erhalten. | Gefüge einer Eisenkohlenstoff-Legierung, das durch eutektische Umwandlung entsteht und aus Austenit und Zementit besteht. Gefügeart (oder –bestandteil) bestehend aus einem Gemenge aus Austenit und Eisencarbid, die bei verhältnismäßig kohlenstoffreichen Eisenwerkstoffen unmittelbar nach der Erstarrung der Schmelze vorhanden ist. Der Austenitanteil des Ledeburits wandelt sich im Laufe der Abkühlung in andere Gefügebestandteile z.B. Perlit um die Carbide bleiben jedoch erhalten. | ||
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|'''Ledeburit 1''' | |'''Ledeburit 1''' | ||
|Ledeburit oberhalb von 723°C aus einem Gemenge aus Austenit und Eisencarbid. | |Ledeburit oberhalb von 723°C aus einem Gemenge aus Austenit und Eisencarbid. |
Version vom 9. Februar 2017, 16:05 Uhr
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Inhaltsverzeichnis
- 1 Definition der Gefügebestandteile
- 2 Was ist das Gefüge
- 3 Definition der einzelnen Gefügebestandteile
- 3.1 Ausferrit[9]
- 3.2 Austenit[1] [8] [9]
- 3.3 α-Mischkristall
- 3.4 α-Eisen
- 3.5 Bainit [6] [8] [9]
- 3.6 Carbid / Carbide[8]
- 3.7 ε-Carbid
- 3.8 CLT [12]
- 3.9 δ-Ferrit (Eisen)[8]
- 3.10 Eisencarbid[8]
- 3.11 Eisensulfid
- 3.12 Eisenoxid
- 3.13 Ferrit[1] [8] [9]
- 3.14 γ-Eisen
- 3.15 γ-Mischkristall
- 3.16 Graphit
- 3.17 Hämatit
- 3.18 Korngrenzenzementit[8]
- 3.19 }
- 4 Einzelnachweise
Definition der Gefügebestandteile
Die genaue Definition der Gefügebestandteile und Phasen und deren Beschreibung ist eine eigene Wissenschaft, die Metallographie. Zwei Metallographen können, da es sich um eine Erfahrungswissenschaft handelt, trefflich über die genaue Gefügezusammensetzung einer Probe streiten. Worüber Sie sich aber nicht Streiten sollten ist die genaue Bezeichnung und Definition der Gefügebestandteile. Dies ist aber leider nicht so, da hier nicht immer Einigkeit der Bezeichnung der Gefügebestandteile existiert. So kann es sein das der eine Metallograph Sorbit sagt und der andere feinstlamellarer Perlit, und beide meinen das gleiche und verstehen was anderes.
- Aus diesem Grunde und um alle Missverständnisse zu vermeiden die bei der Interpretation von Fachbegriffen entstehen, habe ich mir die Mühe gemacht aus unterschiedlichen Literaturstellen und Normen einen Glossar über die Wortbedeutungen der einzelnen Fachbegriffe der Werkstoffprüfungen, der Wärmebehandlungsverfahren und weiterer Bedeutungen mit Ihren Definitionen, zu erstellen. Die in diesem Glossar angegebenen Definitionen stammen aus den relevanten DIN EN ISO Normen und aus Fachbüchern und erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit, werden aber ständig ergänzt.
- Diesen Glossar können Sie bei mir kostenlos anfordern, unter - info@arnold-horsch.de
- Weitere Fachbegriffe der Metallographie die nicht eine Gefügedefinition sind, werden im Kapitel Allgemeine Bergriffe der Metallographie erklärt.
Viele bekannte Gefügebestandteile wie Martensite, Troostite usw. wurden von Floris Osmond, nach großen Persönlichkeiten der Metallforschung benannt. Osmond hat in seinem Buch MICROSCOPIC ANALYSIS OF METALS[1] bereits 1904 die wichtigsten Gefügebestandteile beschrieben und den Terminus Technicus hierzu festgelegt.
Samuels erläutert in seinem Buch Light Microscopy of Carbon Steels[2] z.B. den Begriff Sorbite, nachfolgend der Auszug:
- Der Begriff Sorbite wurde ursprünglich von Howe für eine rubinfarbene, aciculare[3] Verbindung vorgeschlagen von der Sorby berichtet hatte, die möglicherweise "Silicium oder ein Nitrid von Titan" war. Osmond hat später dann zu Ehren von Sorby die feine, unaufgelöste Struktur Sorbite genannt, auf die im ISI Report[4] verwiesen wird.
- Troostite wurde von Osmond nach Louis-Joseph Troost benannt, in dessen Laboratorium am Sorbonne-Institut er (Osmond) die meisten seiner frühen thermischen Analysen[5] durchführte. Mehrere Versuche, ein Gefüge nach Osmond zu benennen, waren nicht erfolgreich. Beispielsweise, schlug Heyn vor, dass der Begriff Osmondite verwendet werden sollte, um ein Übergangs-Zersetzungsprodukt von Austenit zu identifizieren, wahrscheinlich eine der Strukturen, die denjenigen, die als Sorbit oder Troostit bekannt sind, sehr ähnlich sind.
- In diesem Zusammenhang ist es wichtig, Smith[5] zu zitieren:
- Es ist schade, daß die besten Namen in der Metallographie Sorby und Osmond nicht in ihrer Bennenung erhalten bleiben. Osmondit wurde dreimal ohne Verabschiedung vorgeschlagen. Der Begriff Sorbite wird nur mit einem schlecht definierten Aggregat assoziiert, der nur feiner oder unaufgelöster Perlit ist, Sorbite hat aufgehört, einen bedeutender Name zu sein und wird heute selten verwendet.
Persönliche Anmerkung
- Das falsche wiederholen und anwenden von Fachbegriffen der Metallographie (auch in Fachbüchern) ausserhalb der Gefügedefinitionen und Gefügebeschreibungen macht diese nicht richtiger. Die wesentlichen Standardwerke der Metallographie und der Gefügedefinitionen und Gefügebeschreibungen werden leider kaum noch gelesen bzw. sind den Anwendern offenbar gar nicht bekannt, anders lassen sich manche Gefügebeschreibungen nicht erklären. Lesen kann bekanntlich weiterhelfen, was aber nicht weiter hilft ist das weitergeben falscher Fachbegriffe. Die folgende Literatur sollte gelesen worden sein, wenn Metallograpie und Gefügebeurteilungen an Eisen und Stahl durchgeführt werden [1] [2] [6] [7] [8].
Was ist das Gefüge
Im Werkstoff / Stahl (Eisen) vorhanden spezifische gewünschte oder nicht gewünschte Strukturzusammensetzung aus den verschiedenen Gefügebestandteilen, wie Ferrit, Perlit, Martensit, Bainit, Austenit, Restaustenit, Carbiden und anderen Phasen.
Definition der einzelnen Gefügebestandteile
Alle nachfolgenden Definitionen und Beschreibungen stammen aus Standardwerken der Metallographie, die entsprechenden Gefügebilder wurden diesen Werken entnommen soweit ich keine eigenen Bilder hatte. Die genaue Bezeichnung der Gefügebestandteile wurde in Abstimmung mit den folgenden Literaturstellen
- Floris Osmond, MICROSCOPIC ANALYSIS OF METALS, CHARLES Griffin & COMPANY,Limited , London, 1904 [1]
- Leonard Ernest Samuels, Light Microscopy of Carbon Steels, ASM International, 1999[2]
- Dr. Heinrich Hanemann, Angelica Schrader, Atlas Metallographicus, Band 2, Gußeisen, Verlag Gebr. Bornträger, Berlin, 1936
- DE FERRI METALLOGRAPHIA, Band 1-5, Verschieden Autoren, Presse Academiques Europeennes S.C., Bruxelles[6]
- Dipl. Ing. Kurt Walczok, Lexikon der Begriffe der Eisen- und Stahlindustrie mit Definitionen und Erklärungen, Herausgegeben von der Beratungsstelle für Stahlverwendung in Zusammenarbeit mit dem VDEH, 2. Auflage 1974 [8]
- DIN EN ISO 4885 - Entwurf, Eisenwerkstoffe - Wärmebehandlung - Begriffe[9]
durchgeführt. Weitere Literaturstellen entnehmen Sie den Einzelnachweisen.
Ausferrit[9]
Feinkörniges Gemisch aus Ferrit und stabilisiertem Austenit, das die hohe Festigkeit und Duktilität von bainitischem Gusseisen mit Kugelgraphit (ADI) bewirkt |
Austenit[1] [8] [9]
Austenit oder γ-Mischkristall
Metallographische Bezeichnung für die γ (Gamma) Phase. Feste Lösung (Mischkristall) eines oder mehrerer Elemente im γ-Eisen. Stabiler Zustand des reinen Eisens zwischen 911 und 1392°C. Seine Kristallstruktur ist kubisch-flächenzentriert. Es ist paramagnetisch. |
α-Mischkristall
Siehe Ferrit
α-Eisen
Siehe Ferrit
Bainit [6] [8] [9]
Bainit (benannt nach dem US-amerikanischen Metallurgen Edgar C. Bain) Alte Bezeichnung Zwischenstufe
Metastabiler Gefügebestandteil, der bei der Umwandlung des Austenits in einem Temperaturintervall gebildet wird, das zwischen den Temperaturbereichen der Perlit- und Martensitbildung liegt. Er besteht aus an Kohlenstoff übersättigtem Ferrit, wobei der Kohlenstoff zum Teil in Form feiner Carbide ausgeschieden ist. Man unterscheidet:
ANMERKUNG [6]
|
Carbid / Carbide[8]
Chemische Verbindung von Eisen und/oder anderen Elementen mit Kohlenstoff. In der Metallographie wird das Carbid bildende Element dem Wort Carbid vorangestellt. Vanadincarbid, Eisencarbid usw..
Knochencarbide, entstanden durch Überkohlung beim Einsatzhärten[11] Knochencarbide, nicht aufgelöstes Carbidnetzwerk[11] |
ε-Carbid
Eisencarbid[8]
Carbid des Eisens entsprechend der Näherungsformel Fe 2-4 C | ]
CLT [12]Compound layer thickness
δ-Ferrit (Eisen)[8]
|
Einformung | Gestaltänderung von Karbidteilchen, z.B. Zementitlamellen, in beständigere Formen. |
Chemische Verbindung von Eisen und Kohlenstoff mit der Strukturformel Fe3C. Als Gefügebestandteil wird das Eisencarbid Zementit genannt. |
Eisensulfid
Chemische Verbindung von Eisen und Schwefel mit der Strukturformel FeS. |
Eisenoxid
Chemische Verbindung von Eisen und Sauerstoff. Beim Eisen kommen drei verschiedene Oxide vor: Wüstit (FeO), Magnetit (Fe3O4) und Hämatit (Fe2O3). |
Ferrit[1] [8] [9]
Metallographische Bezeichnung für die Mischkristalle des α-Eisens mit anderen Elementen. α-Eisen, stabiler Zustand des reinen Eisens bei Temperaturen unterhalb 911 °C.
|
γ-Eisen
stabiler Zustand des reinen Eisens zwischen 911 °C und 1 392 °C
ANMERKUNG 1 Seine Kristallstruktur ist kubisch-flächenzentriert. ANMERKUNG 2 Es ist paramagnetisch. |
γ-Mischkristall
Siehe Austenit
Graphit
Reiner Kohlenstoff im Gefüge.
Es wird unterschieden zwischen folgenden Graphitausbildungen: lamellarer Graphit - vorhanden im, Gusseisen mit lamellarem Graphit, Grauguß genannt (GJL)[11] globularer Graphit - Gusseisen mit Kugelgraphit, Sphäroguss genannt (GJS)[11] vermicularer Graphit - Gusseisen mit Vermiculargraphit auch Wurmgraphit (GJV) Temperkohle - Gusseisen mit Temperkohle, Temperguß genannt (z.B.GJMW-350-4) |
Hämatit
Fe2O3 Eisenoxid - Chemische Verbindung von Eisen und Sauerstoff. |
Korngrenzenzementit[8]
Metallographische Bezeichnung für den in Eisen-Kohlenstoff-Legierungen mit unter 0,02% Kohlenstoff bevorzugt an den Korngrenzen der Ferritkristalle ausgeschiedenem Tertiärzementit, Bildung entlang der Linie P-Q im Eisen-Kolenstoff-Schaubild.
Auch der in übereutektoidischen Stählen auf den ehemaligen Austenitkorngrenzen in Netzform vorhandene Sekundärzementit wird als Korngrenzenzementit bezeichnet. }
Einzelnachweise
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