Allgemeine Bergriffe der Metallographie: Unterschied zwischen den Versionen

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=='''Allgemeine Begriffe der Metallographie'''==
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  <div class="heading">Seminare</div>
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    Ich biete zu diesem Thema die Seminare [http://arnold-horsch.de/seminar/metallographie-in-der-praxis-1 Metallographie in der Praxis Teil 1] und [http://arnold-horsch.de/seminar/metallographie-teil-2 Teil 2] an.<br>
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    [[File:Metallo-1+2-1.jpg|350px|link=http://arnold-horsch.de/seminare]]
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'''Verlinkte Seiten'''
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* '''[[Metallographie|Hauptseite Metallographie]]'''
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* '''[[Definition der Gefügebestandteile|Definition der Gefügebestandteile]]'''
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* '''[[Werkstoffprüfung|Hauptseite Werkstoffprüfung]]'''
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* '''[[Hauptseite|Zur Hauptseite]]'''
  
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Neben den Definition der Gefügebestandteile gibt es noch ein Vielzahl weitere Fachbegriffe die hier nachfolgend erklärt und definiert werden.
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='''Einleitung'''=
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Neben den Definition der Gefügebestandteile gibt es noch ein Vielzahl weitere Fachbegriffe die hier nachfolgend erklärt und definiert werden. Hier werden nicht die einzelnen Definition der Gefügebestandteile angegeben, sondern Begriffe die zur Gefügebeschreibung und zur Probenpräparation eingesetzt werden. Gefügedefinitionen und Gefügebeschreibungen finde Sie hier, '''[[Definition der Gefügebestandteile|zu den Definitionen der Gefügebestandteile]]'''.
  
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{| class="wikitable"
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* Um alle Missverständnisse zu vermeiden die bei der Interpretation von Fachbegriffen entstehen, habe ich mir die Mühe gemacht aus unterschiedlichen Literaturstellen und Normen einen [http://www.arnold-horsch.de/fachvortraege'''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.
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! style="text-align:left;"| '''Bedeutung'''
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** Diesen Glossar können Sie bei mir kostenlos anfordern, unter - '''info@arnold-horsch.de'''
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! '''Beschreibung'''
 
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|'''Ätzen'''
 
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|Dient zur Sichtbarmachung der verschiedenen Gefügebestandteile mittels eines Ätzmittels.
 
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|'''Ätzmittel'''
 
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|Säure, Laugen oder deren Gemische zum anätzen von Schliffen.
 
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|'''Bildreihe'''
 
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|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).
 
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|Dendriten
 
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|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.
 
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|'''Carbidzeilen'''
 
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|Ansammlung von Carbiden in Zeilenform vorwiegend in hochkohlenstoffhaltigen Stählen z.B. Schellarbeitsstahl, Kaltarbeitsstahl usw..
 
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[[File:X165CRMoV12-Zeilen.jpg|300px]] [[File:100CR6-Zeile.jpg|250px]]<ref name="Metallographie in der Praxis"/>
 
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|'''Einbetten'''
 
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|Einbetten einer metallographischen Probe in Kunststoff oder anderen Einbettmitteln.
 
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|'''Einformung'''
 
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|Gestaltänderung von Karbidteilchen, z. B. Zementitlamellen, in eine beständigere kugelige Form
 
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|'''Einhärtungsschicht'''
 
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|durch Abschrecken gehärtete Randschicht eines Werkstückes, deren Dicke im Allgemeinen durch die Einhärtungstiefe festgelegt ist
 
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|'''Entkohlung'''
 
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|Verringerung des Kohlenstoffgehaltes in der Randschicht eines Werkstückes.
 
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'''ANMERKUNG''' Dies kann ein teilweiser (Abkohlung) oder ein nahezu vollständiger Entzug (Auskohlung) des Kohlenstoffes sein. Beide Entkohlungsarten zusammen werden als „Gesamtentkohlung“ bezeichnet. <ref>DIN EN ISO 3887, Stahl - Bestimmung der Entkohlungstiefe, Beuth Verlag GmbH, Brlin</ref>
 
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|[[File:Riss Federdraht.jpg|300px]]<ref name="Metallographie in der Praxis"/>
 
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|'''Entkohlungstiefe'''
 
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|Abstand von der Oberfläche eines Werkstückes bis zu einer die Dicke der entkohlten Schicht kennzeichnenden Grenze
 
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'''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.  
 
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|'''eutektoidische Umwandlung'''
 
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|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.
 
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'''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.
 
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|'''feste Lösung'''
 
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|Mischkristall
 
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homogene, feste, kristalline Phase aus zwei oder mehreren Elementen
 
  
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'''ANMERKUNG''' Man unterscheidet den Substitutionsmischkristall, bei dem Gitteratome des Grundelements durch
 
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Atome des Lösungsmittels ersetzt sind, und den Einlagerungsmischkristall, bei dem sich Fremdatome auf
 
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Zwischengitterplätzen des Grundelementes befinden.
 
  
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'''Persönliche Anmerkung'''
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|'''Gefügebestandteile'''
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<br>Das falsche wiederholen und anwenden von Fachbegriffen der Metallographie (auch in Fachbüchern) außerhalb der international anerkannten 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 bekannt und gelesen worden sein, wenn Metallographie und Gefügebeurteilungen an Eisen und Stahl durchgeführt werden '''<ref name="Osmond"/> <ref name="Samuels"/> <ref name="METALLOGRAPHIA"/> <ref name="Schumann"/> <ref name="Lexikon"/><ref name="E7-2"/>'''.
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|Bestandteile der einzelnen vorhandenen Strukturen (Gefüge) wie, Perlit, Martensit, Bainit, Austenit, Restaustenit, Carbiden und anderen Phasen, in verschiedenen Prozentzahlen
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<br>Dieses Kapitel ist noch nicht vollständig und wird immer weiter ergänzt. Finden Sie einen Begriff nicht kontaktieren Sie mich, ich prüfe dann die Relevanz und werde den Begriff aufnehmen.
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|'''intermetallische Verbindung'''
 
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|Verbindung von zwei oder mehreren Metallen mit anderen physikalischen Eigenschaften und anderer Kristallstruktur als die der reinen Metalle oder ihrer festen Lösungen
 
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|[[File:Intermetallisch.jpg|300px]]
 
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|'''Korn'''
 
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|Kristallit, Einzelkristall einer vielkristallinen Gestalt (oder Form)
 
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'''ANMERKUNG''' Die Form eines Ferritkorns kann k-r-z sein.
 
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|'''Korngrenze'''
 
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|Grenzfläche zwischen zwei Körnern mit unterschiedlicher kristallographischer Orientierung
 
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|'''Korngröße'''
 
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|Kenngröße für die Abmessungen eines Korns, wie im metallographischen Schliff sichtbar; siehe ISO 643 oder ASTM E112.
 
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'''ANMERKUNG''' Die Art des Korns sollte angegeben werden, z. B. austenitisch, ferritisch, usw..  
 
  
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='''Fachbegriffe der Metallographie'''=
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== '''Anisotropie ''' ==
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Anisotropie (von altgriechisch ἀν- an- „un-“ [Alpha privativum], ἴσος isos „gleich“ und τρόπος tropos „Drehung, Richtung“) ist die Richtungsabhängigkeit einer Eigenschaft oder eines Vorgangs. Anisotropie ist das Gegenteil von Isotropie. Der Begriff wird in diesem Sinn in der Physik (z. B. Strahlung, Magnetismus, Ausbreitungsgeschwindigkeit von Erdbebenwellen), Materialwissenschaft, Kristallographie und Mathematik auf jeweils unterschiedliche Eigenschaften der betrachteten Systeme angewandt.
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* Die Elastizität von Werkstoffen ist häufig anisotrop. Dies wird mit den Elastizitätsgesetzen beschrieben. Die bekanntesten anisotropen Elastizitätsgesetze sind das triklin anisotrope, das orthotrope und das transversal isotrope Elastizitätsgesetz.
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** Beispiele: mit Glas- oder Kohlenstofffasern verstärkte Kunststoffe (GFK und CFK) und verstreckte Kunststoffe haben ein richtungsabhängiges Elastizitätsgesetz, nicht jedoch unverstärkte Kunststoffe oder Metalle.
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'''''ASTM Definition'''''<ref name="E7-2"/>
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<br>'''anisotropic (replaces anisotropy)'''—having different values for a property, in different directions.
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=='''Ätzen''' ==
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Dient zur Sichtbarmachung der verschiedenen Gefügebestandteile mittels eines Ätzmittels, kontrollierter bevorzugter Angriff auf eine Metalloberfläche, um strukturelle Details aufzudecken<ref name="E7-2"/>.
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'''''ASTM Definition'''''<ref name="E7-2"/>
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<br>'''etching'''—controlled preferential attack on a metal surface for the purpose of revealing structural details.
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==='''Ätzmittel'''===
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Säure, Laugen oder deren Gemische zum anätzen von Proben.
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=== '''Makroätzung'''===
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Ätzung mit der grobe Merkmale wie Entmischung, Vorformungen und Risse oder Porosität zu entwickelt werden können um dies Makroskopisch (ohne optische Hilfsmittel, mit bloßem Auge erkennbar) sichtbar zu machen.
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'''''ASTM Definition'''''<ref name="E7-2"/>
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<br>'''deep etching''' — macroetching; etching preliminary to macroexamination, intended to develop gross features such as segregation, grain flow, cracks or porosity.
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=== '''Mikroätzung''' ===
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Ätzung zum entwickeln der Mikrostrukturen im Metall, wird fast immer mit stark verdünnten Säuren durchgeführt, z.B. Nital 3%ig (HNO<sub>3</sub>,3%ig alkoholisch), Pikrinsäure 3%ig. Die Strukturen werden mikroskopisch (nur mithilfe des Mikroskops erkennbar) betrachtet
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=='''Baumann oder Schwefelabdruck'''==
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Mit Hilfe des Baumann- oder Schwefelabdruckes können Schwefelseigerungen sofort auf photographischem Papier festgehalten werden. Bromsilberpapier wird mit 5%iger Schwefelsäure (bei Tageslicht) getränkt und der Schliff je nach dem S-Gehalt 1 bis 5 Minuten lang aufgedrückt. Das Papier wird normal fixiert und gewässert. Die Schwefelseigerungen erscheinen Schwarzbraun<ref name="Schumann"/>. Dies ermöglicht Vergleiche und Bewertungen der Stahlqualität.
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[[File:Baumannabdruck-g.jpg|500px]] <ref>http://www.schmitz-metallographie.de/de/ueber-uns/news/63-news-140227-baumannabdruck, 2017.01.24</ref>
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== '''Bildanalyse automatisch''' ==
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Die Trennung und quantitative Auswertung eines Bildes in seine Elemente mit oder ohne Bedienerinteraktion. Es umfasst die Verbesserung, Erkennung, und Quantifizierung der in einem Bild enthaltenen Merkmale unter Verwendung optischer, geometrischer und stereologischer Parameter und eines Computerprogramms. Die Ausgabe der Bildanalysedaten kann individuelle Messungen für jedes einzelne Merkmal (merkmalsspezifisch) oder Summen für alle Merkmale eines bestimmten Typs im Feld (feldspezifisch) liefern.
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'''ASTM Definition'''<ref name="E7-2"/>
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<br>'''automatic image analysis'''—the separation and quantitative evaluation of an image into its elements with or without operator interaction. It includes the enhancement, detection,
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and quantification of the features contained in an image through the use of optical, geometrical, and stereological parameters and a computer program. Image analysis data
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output can provide individual measurements on each separate feature (feature specific) or totals for all features of a particular type in the field (field specific).
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=='''Bildreihe'''==
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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).
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=='''Carbidzeilen'''==
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Ansammlung von Carbiden in Zeilenform vorwiegend in hochkohlenstoffhaltigen Stählen z.B. Schellarbeitsstahl, Kaltarbeitsstahl usw., aber auch in Stählen mit weniger Karbid bildenden Legierungselementen, wie 100Cr6.
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[[File:X165CRMoV12-Zeilen.jpg|520px]] [[File:100CR6-Zeile.jpg|450px]]<ref name="Metallographie in der Praxis"/>
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=='''Dendriten'''==
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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.<ref name="METALLOGRAPHIA" />
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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.
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[[File:Dentriten10x.jpg|500px]]<ref name="METALLOGRAPHIA" />
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'''''ASTM Definition'''''<ref name="E7-2"/>
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<br>'''dendrites'''—crystals, usually formed during solidification or sublimation, which are characterized by a tree-like pattern composed of many branches; pine-tree or fir-tree crystals.
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=='''Einbetten'''==
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Einbetten einer metallographischen Probe in Kunststoff oder anderen Einbettmitteln.
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=='''Einformung'''==
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Gestaltänderung von Karbidteilchen, z. B. Zementitlamellen, in eine beständigere kugelige Form
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=='''Einhärtungsschicht'''==
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Durch abkühlen (abschrecken) gehärtete Randschicht eines Werkstückes, deren Dicke im Allgemeinen durch die Einhärtungstiefe festgelegt ist. Sie kann durch Härten oder eine Thermochemische Wärmebehandlung mit anschließendem abkühlen (abschrecken) erzeugt werden.
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=='''Entkohlung'''==
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Verringerung des Kohlenstoffgehaltes in der Randschicht eines Werkstückes.
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<br>'''ANMERKUNG''' Dies kann ein teilweiser (Abkohlung) oder ein nahezu vollständiger Entzug (Auskohlung) des Kohlenstoffes sein, beide Entkohlungsarten zusammen werden als „Gesamtentkohlung“ bezeichnet<ref name="ISO 3887/>.
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[[File:Riss Federdraht.jpg|500px]]<ref name="Metallographie in der Praxis"/>
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'''''ASTM Definition'''''<ref name="E7-2"/>
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<br>'''decarburization'''—loss of carbon from the surface of a carbon containing alloy due to a reaction with one or more chemical substances in a medium that contacts the surface. Decarburization may be either
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<br>(1) '''partial''', that is, where carbon content is less than the unaffected interior but greater than  the room temperature solubility limit of carbon in ferrite
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<br>or
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<br>(2) '''complete''', that is, where carbon content is less than the solubility limit of carbon in ferrite so that only ferrite is present.
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=='''Entkohlungstiefe'''==
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Abstand von der Oberfläche eines Werkstückes bis zu einer die Dicke der entkohlten Schicht kennzeichnenden Grenze, ermittelt nach DIN EN ISO 3887 <ref name="ISO 3887/>.
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<br>'''ANMERKUNG'''
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<br>Diese Grenze ist je nach Art der Entkohlung unterschiedlich und kann durch Verweisung auf einen Gefügezustand, Härtewert oder den Kohlenstoffgehalt des unveränderten Grundwerkstoffes (siehe DIN EN ISO 3887) oder einen anderen festgelegten Kohlenstoffgehalt gekennzeichnet werden<ref name="ISO 3887/>.
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=='''eutektoidische Umwandlung'''==
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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.
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=='''Gefügebestandteile'''==
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Bestandteile der einzelnen vorhandenen Strukturen (Gefüge) wie, Perlit, Martensit, Bainit, Austenit, Restaustenit, Carbiden und anderen Phasen, in verschiedenen Prozentzahlen
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=='''intermetallische Verbindung'''==
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Verbindung von zwei oder mehreren Metallen mit anderen physikalischen Eigenschaften und anderer Kristallstruktur als die der reinen Metalle oder ihrer festen Lösungen
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[[File:Intermetallisch.jpg|500px]]
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== '''Kaltverformung''' ==
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Eine Mikrostruktur, die aus der plastischen Verformung eines Metalls oder einer Legierung unterhalb ihrer Rekristallisationtemperatur resultiert.
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'''ASTM Definition'''<ref name="E7-2"/>
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<br>'''cold worked structure''' — a microstructure resulting from plastic deformation of a metal or alloy below its recrystallization temperature.
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=='''Korn''' ==
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Kristallit, Einzelkristall einer vielkristallinen Gestalt (oder Form).
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'''''ASTM Definition'''''<ref name="E7-2"/>
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<br>'''grain'''—an individual crystallite in metals.
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=== '''Grobkorn''' ===
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Körner, die entweder größer als normal für das jeweilige Metall oder die Legierung sind, oder Körner mit einer solchen Größe, dass eine Oberflächenaufrauung, im Volksmund als "Orangenhaut"  bekannt, erzeugt wird.
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'''ASTM Definition'''<ref name="E7-2"/>
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<br>'''coarse grains''' — grains either larger than normal for the particular wrought metal or alloy, or grains of such a size that a surface roughening, popularly known as “orange peel” or“ alligator skin,” is produced.
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=='''Korngrenze'''==
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Grenzfläche zwischen zwei Körnern mit unterschiedlicher kristallographischer Orientierung
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'''ASTM Definition'''<ref name="E7-2"/>
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<br>'''grain boundary''' — an interface separating two grains, where the orientation of the lattice changes from that of one grain to that of the other. When the orientation change is very small the boundary is sometimes referred to as a subboundary
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=='''Korngröße'''==
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Kenngröße für die Abmessungen eines Korns, wie im metallographischen Schliff sichtbar; siehe ISO 643 oder ASTM E112.
 
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.
 
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.
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<br>'''ANMERKUNG''' <br>Die Art des Korns sollte angegeben werden, z. B. austenitisch, ferritisch, usw..
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<br>'''[[Korngrößenbestimmung in  der Metallographie|Zur Korngrößenbestimmung in  der Metallographie]]'''
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'''ASTM Definition'''<ref name="E7-2"/>
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<br> '''grain size''' — the dimensions of the grains or crystals in a polycrystalline metal exclusive of twinned regions and subgrains when present. Grain size is usually estimated or measured on the cross section of an aggregate of grains. Common units are: (1) average diameter, (2) average area, (3) number of grains per linear unit, (4) number of grains per unit area, and (5) number of grains per unit volume. See Test Methods E112<ref>ASTM E 112, Standard Test Methods for Determining Average Grain Size, ASTM International, 100 Barr Harbor Drive, West Conshohocken, Pennsylvania, 19428, USA</ref>.
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<br>(1) ASTM grain size number—a grain size designation bearing a relationship to average intercept distance at 100 diameters magnification according to the equation: G = ASTM grain size number = 10.0 − 2 log<sub>2</sub> L¯, where L¯ is the average intercept distance in millimetres at 100 magnification.
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<br>(2) average grain diameter—the mean diameter of an equiaxed grain section whose size is representative of all the grain sections in the aggregate being measured.
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== '''Legierungssystem''' ==
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Eine Zusammensetzung, hergestellt durch das mischen von zwei Gruppen oder mehr Komponenten, von denen mindestens eine ein Metall ist.
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'''''ASTM Definition'''''<ref name="E7-2"/>
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<br>'''alloy system''' —a complete series of compositions produced by mixing in all proportions any group of two, or more, components, at least one of which is a metal.
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=='''Lösung feste'''==
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Siehe Mischkristall
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=='''Makrogefüge'''==
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Gefüge eines Werkstoffes, das mit bloßem Auge oder nur geringer optischer Vergrößerung (Lupe) erkennbar ist.
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=='''Materialographie'''==
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Unter dem Begriff der Materialographie werden alle Methoden zur Gefüge- und Strukturuntersuchung von Werkstoffen (auch nicht Metallen) zusammengefasst. Das beinhaltet die Probenpräparationsverfahren, die verschiedensten mikroskopischen Methoden einschließlich der Elektronenmikroskopie und der hoch auflösenden Röntgen-Computertomographie sowie die Analyse, Bewertung und Dokumentation der mikroskopischen Untersuchungsergebnisse.[2]
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Dies ist eine im deutschen Sprachgebrauch eingeführte neue Definition, die den Begriff der Metallographie nicht ersetzen kann, in diesem WIKI wird der Begriff ausdrücklich nicht benutzt. 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.
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=='''Metallographie'''==
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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.
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'''''ASTM Definition'''''<ref name="E7-2"/>
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<br>'''metallography'''—
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that branch of science which relates to the constitution and structure, and their relation to the properties, of metals and alloys.
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=='''Metallographische Präparation'''==
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Herstellung einer metallographischen Probe, mit den verschiedenen Präparationsschritten, zur Sichtbarmachung der Gefügebestandteile.
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=='''Metallographische Untersuchung'''==
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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.
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=='''Mikrogefüge'''==
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Gefüge eines Werkstoffes, erst bei Anwendung  besonderer optischer (Mikroskop) Hilfsmittel erkennbar ist.
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'''''ASTM Definition'''''<ref name="E7-2"/>
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<br>'''microstructure'''—the structure of a suitably prepared specimen as revealed by a microscope.
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=='''Mikroskop - Metall'''==
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Ein Metallmikroskop hat die Aufgabe, die Beobachtung und Auswertung einer geätzten oder ungeätzten Probenoberfläche zu ermöglichen, Metallmikroskope sind Auflichtmikroskope. Im Gegensatz zum Durchlichtmikroskop wird die betrachtete Probe bei der Auflichtmikroskopie nicht durchstrahlt. Im Auflichtmikroskop wird die Probe aus der Richtung des Objektivs, oft durch das Objektiv selbst, beleuchtet.
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'''''ASTM Definition'''''<ref name="E7-2"/>
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<br>'''microscope'''—an instrument capable of producing a magnified image of a small object.
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== '''Mikroskop Beleuchtung''' ==
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=== '''Hellfeld Beleuchtung''' ===
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Auflichtbeleuchtung im Hellfeld, die Beleuchtung kommt aus der Richtung des Objektivs, normalerweise mit einer speziellen Auflichtoptik durch das Objektiv hindurch, somit fällt das Licht auf das Präparat. Diese Auflicht-Hellfeldmikroskopie ist in den Materialwissenschaften verbreitet, wo lichtundurchlässige Präparate untersucht werden. in diesem Fall hellt sich das Objekt durch den hohen Anteil des direkt von der Objektoberfläche in das Objektiv zurück reflektierten Beleuchtungslichtes großteils auf. Das Objekt wird dabei im Vergleich zur Auflicht-Dunkelfeldmikroskopie schattenarm ausgeleuchtet.
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'''''ASTM Definition'''''<ref name="E7-2"/>
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<br>'''brightfield illumination''' — for reflected light, the illumination which causes specularly reflected surfaces normal to the axis of a microscope to appear bright. For transmission electron microscopy, the illumination of an object so that it appears on a bright background.
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=== '''Dunkelfeld Beleuchtung''' ===
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Bei Auflicht-Dunkelfeldbeleuchtung sind Beleuchtungs- und Beobachtungsstrahlengang dagegen getrennt: Spezialobjektive haben einen zusätzlichen äußeren Bereich, der dem Beleuchtungsstrahlengang vorbehalten ist (siehe Schemazeichnung). Der innere Bereich entspricht einem normalen Objektiv, bei Dunkelfeldbeleuchtung dient er ausschließlich der Beobachtung. Der äußere Bereich entspricht dem Kondensor. Hier wird das Licht (1 in der Zeichnung) durch einen ringförmigen Hohlspiegel im äußeren Bereich (3) schräg auf das Präparat (4) geleitet. Wäre das Präparat ein flacher Spiegel, so würde das dort reflektierte Licht vollständig am inneren Bereich des Objektivs vorbeigeleitet: Das Bild bliebe dunkel. Von Oberflächenstrukturen wie Kratzern abgelenktes Licht wird dagegen vom Objektiv aufgenommen (5).
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<br>[[Datei:Dunkelfeldmikroskop.png|200px]] <ref>https://www.wikiwand.com/de/Dunkelfeldmikroskopie?wprov=srpw1_0</ref>
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'''''ASTM Definition'''''<ref name="E7-2"/>
 +
<br>'''darkfield illumination''' —the illumination of an object such that it appears illuminated with the surrounding field dark. This results from illuminating the object with rays of sufficient obliquity so that none can enter the objective directly. As applied to electron microscopy, the image is formed using only electrons scattered by the object.
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=='''Mischkristall'''==
 +
Mischkristall homogene, feste, kristalline Phase aus zwei oder mehreren Elementen
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'''ANMERKUNG'''
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<br>Man unterscheidet das Substitutionsmischkristall, bei dem Gitteratome des Grundelements durch Atome des Lösungsmittels ersetzt sind, und den Einlagerungsmischkristall, bei dem sich Fremdatome auf Zwischengitterplätzen des Grundelementes befinden.
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 +
=='''nadelige Struktur von Gusseisen'''==
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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.<br>
 +
'''ANMERKUNG'''
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<br>Üblicherweise wird Gusseisen mit nadeliger Struktur einer Wärmebehandlung unterzogen, z. B. Austempern, Normalglühen, Abschrecken und Anlassen.
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=='''nadelförmiges Gefüge'''==
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nadeliges Gefüge, dessen Bestandteile im Schliffbild als Nadeln erscheinen
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=='''Orientierung'''==
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Vorzugsrichtung oder Orientierung der Schliffebene zur Verformungsrichtung, es wird zwischen Längs-, Quer- und Flachschliff -(oder Aufschliff) unterschieden. Siehe '''Schlifflage/Schliffrichtung'''
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=='''Objekt-Mikrometer'''==
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Eine Glasscheibe auf der eine präzise Skala (meist 1mm/100 Skalenteile, 0,01mm), eingraviert ist.
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[[File:Objektmikrometer.jpg|200px]]<ref name="Metallographie in der Praxis"/>
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=='''Okular-Mikrometer'''==
 +
Eine Glasscheibe mit einem Durchmesser, der das Einlegen in Standardokulare ermöglicht, auf der eine präzise Skala genau eingraviert ist.
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'''''ASTM Definition'''''<ref name="E7-2"/>
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<br> '''ocular micrometer''' - a glass disk, of a diameter which permits introducing it into standard oculars, upon one surface of which a fine scale is engraved accurately
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=='''Netzwerk'''==
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Netzwerkartig angeordnete Struktur im Gefüge. z.B. Karbidnetzwerk
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[[File:X165CRMoV12-Netzwerk.jpg|500px]]<ref name="Metallographie in der Praxis"/>
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'''''ASTM Definition'''''<ref name="E7-2"/>
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<br>'''network structur'''e—a structure in which one constituent occurs primarily at the grain boundaries, thus partially or completely enveloping the grains of the other constituents; on a two-dimensional section cut through such a structure, the grain boundary constituent will appear as a network.
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=='''Orientierung'''==
 +
Siehe Schlifflage
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'''''ASTM Definition'''''<ref name="E7-2"/>
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<br>'''orientation'''—the angular position of a crystal described by the angles which certain crystallographic axes make with the frame of reference. In hardness measurements, the relationship between the direction of the axes of the indenter of a hardness tester and the direction of non-homogeneous properties of the specimen.
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=='''Oxidation'''==
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Ergebnis einer Reaktion von Sauerstoff mit Eisen und oxidbildenden Legierungselementen in Eisenwerkstoffen. Mit steigenden Temperaturen und Dauer erhöht sich die Dicke der Oxidschicht
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<br>'''ANMERKUNG 1'''
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<br>Beim Eisen kommen drei verschiedene Oxide vor: Wüstit (FeO), Magnetit (Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>) und Hämatit (Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>).
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'''ANMERKUNG 2'''
 +
<br>Es ist zu unterscheiden zwischen Oxidation als Ergebnis eines gewünschten Oxidierens, z. B. bei
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Oxynitrierung, Bläuen oder nach einem Nitrocarburieren, und Oxidation als unerwünschtem Effekt der Aufkohlung in sauerstoffhaltigen Aufkohlungsmitteln, siehe auch „Randoxidation“.
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=='''Phase'''==
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strukturell homogener Bestandteil eines Systems
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'''''ASTM Definition'''''<ref name="E7-2"/>
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<br>'''phase''' - a physically homogeneous, mechanically separable portion of a material system.
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=='''Polieren'''==
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Polieren einer Probe um einen metallographischen Schliff Fertigzustellen, erfolgt in verschiedenen Schritten, je nach Poliermittel bis zu einer Körnung von 0,05µm.
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=='''Primärgefüge'''==
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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.
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=='''Primärkorn'''==
 +
Übliche Bezeichnung für das Austenitkorn, im Gegensatz zum Ferrit-Perlit-Korn, dem sogenannten Sekundärkorn.
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=='''Randoxidation'''==
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Definition nach DIN 30901 - 2016-12<ref>[https://www.beuth.de/de/norm/din-30901/265107301) DIN 30901 Wärmebehandlung von Eisenwerkstoffen - Ermittlung der Tiefe und Ausbildung der Randoxidation</ref>
 +
 +
'''äußere Oxidation'''
 +
*Verzunderung
 +
**Oxidschicht infolge eines Wärmebehandelns in einer Atmosphäre mit hohem Sauerstoffangebot (oder Sauerstoffpartialdruck)
 +
**'''ANMERKUNG''' Dabei bildet sich die Oxidschicht mehr oder weniger geschlossen an der Werkstückoberfläche und wächst überwiegend nach außen.
 +
'''Randoxidation'''
 +
*innere Oxidation Ausscheidung von Oxiden innerhalb der Randschicht eines Werkstückes infolge eindiffundierten Sauerstoffs
 +
'''randoxidationsähnliche Erscheinungen'''
 +
*Entstehung von Poren durch Carbonitrieren, die nach Form, Größe und Häufigkeit ausgeschiedenen Oxiden bei einer Randoxidation ähnlich sind
 +
 +
 +
'''Randoxydation nach Aufkohlung'''<br>
 +
[[File:Randoxydation.jpg|1200px]]<ref name="Metallographie in der Praxis"/>
 +
 +
=='''Riss'''==
 +
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
 +
 +
[[File:Riss Federdraht.jpg|500px]]<ref name="Metallographie in der Praxis"/>
  
−
'''Prüfung nach McQuaid-Ehn'''
+
=='''Schleifen'''==
−
Prüfverfahren zur Bestimmung der scheinbaren Austenitkorngröße von Einsatzstählen. Die Prüfergebnisse werden als von 1 aufsteigende Kennzahlenreihe dargestellt, für weitere Informationen siehe ISO 643
+
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.
−
|-
 
−
|'''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
 
−
|[[File:X165CRMoV12-Netzwerk.jpg|300px]]<ref name="Metallographie in der Praxis"/>
 
−
|-
 
−
|'''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
+
=='''Schliff'''==
−
Oxynitrierung, Bläuen oder nach einem Nitrocarburieren, und Oxidation als unerwünschtem Effekt der Aufkohlung in sauerstoffhaltigen Aufkohlungsmitteln, siehe auch „Oxidation innere“.
+
Bezeichnung für eine Werkstoffprobe, die für eine Gefügeuntersuchung an einer Fläche geschliffen, poliert und meist geätzt ist.  
−
|-
 
−
|'''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
+
=='''Schlifflage/Schliffrichtung'''==
−
|[[File:Riss Federdraht.jpg|300px]]
+
Siehe auch Kapitel '''Vorzugsrichtung der Probe''' in '''[[Metallographie|Metallographie]]'''
−
|-
+
 
−
|'''Schleifen'''
+
Lage des Schliffes in einem Bauteil, bezogen auf die Vorformungsrichtung beim Umformen. Es wird unterschieden zwischen:
−
|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
 
* Längsschliff
 
* Querschliff
 
* Querschliff
 
* Flachschliff
 
* 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.<ref name="Metallographie in der Praxis"/> <ref name="Schumann"/>
+
Abhängig von der Schlifflage zur Verformungsrichtung können metallographische Strukturen vollkommen anders aussehen und wenn zwei Betrachter, dann dasselbe Material betrachten sehen sie beide etwas anderes. '''Die Schlifflage muss bei der Gefügeauswertung immer angegeben werden.''' Ist die Orientierung der Verformungsrichtung nicht bekannt muß dies im Prüfbericht zu vermerkt werden.<ref name="Schumann"/> <ref name="Metallographie in der Praxis"/>
  
 +
[[Datei:Schlifflage-2.jpg|500px]]<ref name="Samuels"/> [[File:Schlifflage 100x-2.jpg|1100px]]<ref name="Metallographie in der Praxis"/>
  
−
[[File:Schlifflage.jpg|500px]] [[File:Schlifflage 100x-2.jpg|1000px]]
+
Im gezeigten Beispiel ist gut erkennbar, dass bei den unterschiedlichen Schlifflagen zur Verformungsrichtung, sowohl der Gesamteindruck des Gefüges als auch die Korngröße anders erscheint.
  
−
Im gezeigten Beispiel ist gut erkennbar, dass bei den unterschiedlichen Schlifflagen zur Verformungsrichtung, sowohl der Gesamteindruck des Gefüges als auch die Korngröße anders erscheint.
+
'''''ASTM Definition'''''<ref name="E7-2"/>
−
|
+
<br>'''cross direction'''—one of three mutually perpendicular directions used to define a worked material, specifically that direction in the plane of working which is at right angles to the direction of maximum elongation.
−
|-
+
 
−
|'''Segregation '''
+
=='''Segregation'''==
−
|ungleichmäßige Konzentration von Kohlenstoffteilchen, Schwefelteilchen oder anderen Bestandteilen in Stahlprodukten infolge langsamer Verfestigung.
+
Ungleichmäßige Konzentration von Kohlenstoffteilchen, Schwefelteilchen oder anderen Bestandteilen in Stahlprodukten infolge langsamer Verfestigung.<br>
−
'''ANMERKUNG''' Durch Diffusionsglühen kann die Segregation vermindert werden. Das Problem tritt in der modernen Stahlherstellung und beim Stranggussverfahren weitgehend nicht mehr auf.  
+
'''ANMERKUNG''' Durch Diffusionsglühen kann die Segregation vermindert werden. Das Problem tritt in der modernen Stahlherstellung und beim Stranggussverfahren weitgehend nicht mehr auf.
−
|-
+
 
−
|'''Sekundärgefüge'''
+
'''''ASTM Definition'''''<ref name="E7-2"/>
−
|Übliche Bezeichnung für das nach Umwandlung des Austenits im festen Zustand gebildete Gefüge.
+
<br>'''segregation''' — concentration of alloying elements in specific regions in a metallic object.
−
|-
+
 
−
|'''Sekundärkorn'''
+
== '''Seitenverhältnis''' ==
−
|übliche Bezeichnung für das nach der Umwandlung des Austenits vorhandene Korn, z.B. Ferrit-Perlit-Korn.
+
Das Verhältnis von Länge zu Breite einer Mikrostruktur Merkmal in einer zweidimensionalen Ebene.
−
|-
+
 
−
|'''Trennen '''
+
'''''ASTM Definition'''''<ref name="E7-2"/>
−
|Heraustrennen von metallographischen Proben aus eine Werkstück oder Bauteil. Erfolgt mit verschiedenen Methoden wie Sägen, Trennen usw..
+
<br>'''aspect ratio'''—the length-to-width ratio of a microstructural feature in a two-dimensional plane.
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|-
+
 
−
|'''Überlappung - Überwalzung'''
+
=='''Sekundärgefüge'''==
−
|Oberflächenfehler der beim Walzen oder Schmieden entsteht wenn Material übereinander geschoben wird.
+
Übliche Bezeichnung für das nach Umwandlung des Austenits im festen Zustand gebildete Gefüge.
−
|[[File:Überwalzung.jpg|300px]]
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=='''Sekundärkorn'''==
−
|'''Verbrennung'''
+
Übliche Bezeichnung für das nach der Umwandlung des Austenits vorhandene Korn, z.B. Ferrit-Perlit-Korn.
−
|irreversible Änderung des Gefüges und der Eigenschaften durch beginnendes Aufschmelzen an den Korngrenzen
+
 
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+
=='''Trennen '''==
−
|'''Versetzung'''
+
Heraustrennen von metallographischen Proben aus eine Werkstück oder Bauteil. Erfolgt mit verschiedenen Methoden wie Sägen, Trennen usw..
−
|kristallographischer Fehler oder Unregelmäßigkeit innerhalb eines kristallinen Gefüges.  
+
 
−
Es sind zwei grundlegende Arten zu unterschieden: Stufenversetzungen und Schraubenversetzungen.
+
=='''Überlappung - Überwalzung'''==
 +
Oberflächenfehler der beim Walzen oder Schmieden entsteht wenn Material übereinander geschoben wird.
 +
 
 +
[[File:Überwalzung.jpg|500px]]<ref name="Metallographie in der Praxis"/>
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=='''Verbrennung'''==
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Irreversible Änderung des Gefüges und der Eigenschaften durch beginnendes Aufschmelzen an den Korngrenzen
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[[File:CF53-Entkohlt-N-500x-Zunder-1.jpg|500px]]<ref name="Metallographie in der Praxis"/>
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=='''Versetzung'''==
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Kristallographischer Fehler oder Unregelmäßigkeit innerhalb eines kristallinen Gefüges. Es sind zwei grundlegende Arten zu unterschieden:  
 +
* Stufenversetzungen  
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* Schraubenversetzungen.
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'''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 Kaltumformen erhöht den Anteil an Versetzungen und bewirkt eine höhere Festigkeit.
 
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|'''voreutektoidische Ausscheidung'''
 
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|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 1''' Bei untereutektoidischen Stählen ist die voreutektoidische Ausscheidung Ferrit, bei übereutektoidischen Stählen ist die voreutektoidische Ausscheidung ein Carbid.  
  
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'''ANMERKUNG 2''' Die Phasen eines Eisenwerkstoffes sind z. B. Ferrit, Austenit, Zementit, usw.  
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'''ANMERKUNG 2''' Die Phasen eines Eisenwerkstoffes sind z. B. Ferrit, Austenit, Zementit, usw.
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=='''Widmannstätten-Struktur'''==
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|'''Widmannstätten-Struktur'''
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Das Widmanstätten-Gefüge, benannt nach dem österreichischen Naturwissenschaftler Alois von Beckh-Widmanstätten (1754–1849).  
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|Das Widmanstätten-Gefüge, benannt nach dem österreichischen Naturwissenschaftler Alois von Beckh-Widmanstätten (1754–1849).
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−
Gefügeanordnung, die aus der Bildung einer neuen Phase entlang bestimmter kristallographischer Ebenen in der ursprünglichen festen Lösung resultiert.
+
Das eigentliche Widmannstättensche Gefüge entsteht bei Stählen mit C-Gehalten bis ca. 0,4 %. Dabei tritt bei gröberem Austenitkorn diese Gefügeanomalie schon bei niedrigeren Kohlenstoffgehalten und bei kleineren Abkühlgeschwindigkeiten auf..
 +
Die Gefügeausbildung in "Widmannstättensche Anordnung" kommt sowohl bei untereutektoiden als auch bei übereutektoiden Stählen vor. Bei grobem Austenitkorn (dadurch zu lange Diffusionswege) und schneller Abkühlung von hoher Austenitisierungstemperatur (dadurch zu geringe Diffusionszeit) erfolgt die Ausscheidung voreutektoider Segregate, wie Ferrit oder Sekundärzementit, auch als nadelförmiger (spießiger) Gefügebestandteil innerhalb der Austenitkörner. Durch diese Gefügeanordnung liegt dann entweder der Ferrit oder der Zementit in der typischen spießigen Form vor. Bei Kohlenstoffgehalten in der Nähe des Eutektoids kommt diese Gefügeanomalie nicht vor, oder ist hier, aufgrund zu weniger voreutektoider Ausscheidungen, zumindest nicht zu erkennen. Bei untereutektoiden Stählen ist das Widmannstättensche Gefüge dem Zwischenstufengefüge (Bainit) im Aussehen und im Entstehungsmechanismus sehr ähnlich. Oft liegt es auch parallel vor und ist manchmal nicht von Zwischenstufe zu unterscheiden.<ref>http://www.metallograf.de</ref>
 +
 
 +
[[File:Widmanstätten-1.png|500px]] <ref>http://www.msm.cam.ac.uk/phase-trans/2008/Steel_Microstructure/SM.html</ref>
  
 
'''ANMERKUNG'''  
 
'''ANMERKUNG'''  
  
−
Bei untereutektoidischen Stählen erscheinen im metallographischen Schliff Ferritnadeln in einer perlitischen Matrix. Bei übereutektoidischen Stählen bestehen die Nadeln aus Zementit.
+
Bei untereutektoidischen Stählen erscheinen im metallographischen Schliff Ferritnadeln in einer perlitischen Matrix. Bei übereutektoidischen Stählen bestehen die Nadeln aus Zementit.
−
|-
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−
|'''Zeilengefüge / Zeiligkeit'''
+
'''''ASTM Definition'''''<ref name="E7-2"/>
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|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
+
<br>'''Widmannstätten structure'''—a precipitate structure, resulting from the precipitation of a new phase along certain crystallographic planes of the parent solid solution and characterized by a geometrical pattern appearance in the microstructure, originally observed in meteorites but readily produced in many other alloys with proper heat treatment.
−
|[[File:Längs-100x.jpg|300px]]
+
 
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|}
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=='''Zeilengefüge / Zeiligkeit'''==
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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.
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<br>[[Datei:Schlifflage-2.jpg|500px]]<ref name="Samuels"/> [[File:Längs-100x.jpg|500px]]<ref name="Metallographie in der Praxis"/>
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Eine bereits im Primärgefüge angelegte Zeiligkeit, z.B. der Legierungselemente, kann beim einer abschließenden Wärmebehandlung immer noch nachgewiesen werden. Im nachfolgenden Beispiel wurde die kritische Abkühlgeschwindigkeit partiell unterschritten, in den sichtbaren hellen Zeilen wurde der Austenit nur zu einem bainitisches Gefüge umgewandelt, Ursache war eine sehr starke Zeiligkeit des Ausgangswerkstoffes 1.7131 - 16MnCr5.
 +
<br>[[File:Zeilengefüge-1.jpg|500px]]  
 +
<br>[[File:X165CRMoV12-Zeilen.jpg|520px]]
 +
<br>Carbidzeiligkeit in einem ledeburitischen Chromstahl
  
−
== '''Einzelnachweise''' ==
+
'''''ASTM Definition'''''<ref name="E7-2"/>
 +
<br>'''banded structure (banding)''' — alternate bands parallel with the direction of working resulting from the elongation of segregated areas.
  
 +
= '''Einzelnachweise''' =
 
<references>
 
<references>
−
<ref name="Schumann"> Dr. Sc. Hermann Schumann, Metallographie,11. Auflage, VEB Fachbuchverlag für Grundstoffindustrie, Leipzig</ref>
+
<ref name="Osmond">Floris Osmond, MICROSCOPIC ANALYSIS OF METALS, CHARLES Griffin & COMPANY,Limited , London, 1904</ref>
 +
<ref name="Schumann"> Dr. Sc. Hermann Schumann et. al., Metallographie,11. Auflage, VEB Fachbuchverlag für Grundstoffindustrie, Leipzig</ref>
 +
<ref name="Samuels">Light Microscopy of Carbon Steels, Leonard Ernest Samuels, ASM International, 1999</ref>
 +
<ref name="Lexikon">''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</ref>
 
<ref name="Metallographie in der Praxis">[http://www.arnold-horsch.de/seminare '''Arnold Horsch'''], Seminar Metallographie in der Praxis, Teil 1, Arnold Horsch e.K., Remscheid</ref>  
 
<ref name="Metallographie in der Praxis">[http://www.arnold-horsch.de/seminare '''Arnold Horsch'''], Seminar Metallographie in der Praxis, Teil 1, Arnold Horsch e.K., Remscheid</ref>  
 
<ref name="METALLOGRAPHIA">''L. Habbraken et J.-L. De Brouwer, DE FERRI METALLOGRAPHIA I, Presse Academiques Europeennes S.C., Bruxelles, 1966</ref>'''  
 
<ref name="METALLOGRAPHIA">''L. Habbraken et J.-L. De Brouwer, DE FERRI METALLOGRAPHIA I, Presse Academiques Europeennes S.C., Bruxelles, 1966</ref>'''  
−
<references />
+
<ref name="ISO 3887>DIN EN ISO 3887, Stahl - Bestimmung der Entkohlungstiefe, Beuth Verlag GmbH, Brlin</ref> 
 +
<ref name="E7-2">ASTM E7, Standard Terminology Relating to Metallography</ref>
 +
</references>

Aktuelle Version vom 24. April 2022, 07:02 Uhr

Seminare

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Verlinkte Seiten

Einleitung

Neben den Definition der Gefügebestandteile gibt es noch ein Vielzahl weitere Fachbegriffe die hier nachfolgend erklärt und definiert werden. Hier werden nicht die einzelnen Definition der Gefügebestandteile angegeben, sondern Begriffe die zur Gefügebeschreibung und zur Probenpräparation eingesetzt werden. Gefügedefinitionen und Gefügebeschreibungen finde Sie hier, zu den Definitionen der Gefügebestandteile.

  • 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


Persönliche Anmerkung
Das falsche wiederholen und anwenden von Fachbegriffen der Metallographie (auch in Fachbüchern) außerhalb der international anerkannten 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 bekannt und gelesen worden sein, wenn Metallographie und Gefügebeurteilungen an Eisen und Stahl durchgeführt werden [1] [2] [3] [4] [5][6].
Dieses Kapitel ist noch nicht vollständig und wird immer weiter ergänzt. Finden Sie einen Begriff nicht kontaktieren Sie mich, ich prüfe dann die Relevanz und werde den Begriff aufnehmen.

Fachbegriffe der Metallographie

Anisotropie

Anisotropie (von altgriechisch ἀν- an- „un-“ [Alpha privativum], ἴσος isos „gleich“ und τρόπος tropos „Drehung, Richtung“) ist die Richtungsabhängigkeit einer Eigenschaft oder eines Vorgangs. Anisotropie ist das Gegenteil von Isotropie. Der Begriff wird in diesem Sinn in der Physik (z. B. Strahlung, Magnetismus, Ausbreitungsgeschwindigkeit von Erdbebenwellen), Materialwissenschaft, Kristallographie und Mathematik auf jeweils unterschiedliche Eigenschaften der betrachteten Systeme angewandt.

  • Die Elastizität von Werkstoffen ist häufig anisotrop. Dies wird mit den Elastizitätsgesetzen beschrieben. Die bekanntesten anisotropen Elastizitätsgesetze sind das triklin anisotrope, das orthotrope und das transversal isotrope Elastizitätsgesetz.
    • Beispiele: mit Glas- oder Kohlenstofffasern verstärkte Kunststoffe (GFK und CFK) und verstreckte Kunststoffe haben ein richtungsabhängiges Elastizitätsgesetz, nicht jedoch unverstärkte Kunststoffe oder Metalle.

ASTM Definition[6]
anisotropic (replaces anisotropy)—having different values for a property, in different directions.

Ätzen

Dient zur Sichtbarmachung der verschiedenen Gefügebestandteile mittels eines Ätzmittels, kontrollierter bevorzugter Angriff auf eine Metalloberfläche, um strukturelle Details aufzudecken[6].

ASTM Definition[6]
etching—controlled preferential attack on a metal surface for the purpose of revealing structural details.

Ätzmittel

Säure, Laugen oder deren Gemische zum anätzen von Proben.

Makroätzung

Ätzung mit der grobe Merkmale wie Entmischung, Vorformungen und Risse oder Porosität zu entwickelt werden können um dies Makroskopisch (ohne optische Hilfsmittel, mit bloßem Auge erkennbar) sichtbar zu machen.

ASTM Definition[6]
deep etching — macroetching; etching preliminary to macroexamination, intended to develop gross features such as segregation, grain flow, cracks or porosity.

Mikroätzung

Ätzung zum entwickeln der Mikrostrukturen im Metall, wird fast immer mit stark verdünnten Säuren durchgeführt, z.B. Nital 3%ig (HNO3,3%ig alkoholisch), Pikrinsäure 3%ig. Die Strukturen werden mikroskopisch (nur mithilfe des Mikroskops erkennbar) betrachtet

Baumann oder Schwefelabdruck

Mit Hilfe des Baumann- oder Schwefelabdruckes können Schwefelseigerungen sofort auf photographischem Papier festgehalten werden. Bromsilberpapier wird mit 5%iger Schwefelsäure (bei Tageslicht) getränkt und der Schliff je nach dem S-Gehalt 1 bis 5 Minuten lang aufgedrückt. Das Papier wird normal fixiert und gewässert. Die Schwefelseigerungen erscheinen Schwarzbraun[4]. Dies ermöglicht Vergleiche und Bewertungen der Stahlqualität.

Baumannabdruck-g.jpg [7]

Bildanalyse automatisch

Die Trennung und quantitative Auswertung eines Bildes in seine Elemente mit oder ohne Bedienerinteraktion. Es umfasst die Verbesserung, Erkennung, und Quantifizierung der in einem Bild enthaltenen Merkmale unter Verwendung optischer, geometrischer und stereologischer Parameter und eines Computerprogramms. Die Ausgabe der Bildanalysedaten kann individuelle Messungen für jedes einzelne Merkmal (merkmalsspezifisch) oder Summen für alle Merkmale eines bestimmten Typs im Feld (feldspezifisch) liefern.

ASTM Definition[6]
automatic image analysis—the separation and quantitative evaluation of an image into its elements with or without operator interaction. It includes the enhancement, detection, and quantification of the features contained in an image through the use of optical, geometrical, and stereological parameters and a computer program. Image analysis data output can provide individual measurements on each separate feature (feature specific) or totals for all features of a particular type in the field (field specific).

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., aber auch in Stählen mit weniger Karbid bildenden Legierungselementen, wie 100Cr6.

X165CRMoV12-Zeilen.jpg 100CR6-Zeile.jpg[8]

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.[3]

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.

Dentriten10x.jpg[3]

ASTM Definition[6]
dendrites—crystals, usually formed during solidification or sublimation, which are characterized by a tree-like pattern composed of many branches; pine-tree or fir-tree crystals.

Einbetten

Einbetten einer metallographischen Probe in Kunststoff oder anderen Einbettmitteln.

Einformung

Gestaltänderung von Karbidteilchen, z. B. Zementitlamellen, in eine beständigere kugelige Form

Einhärtungsschicht

Durch abkühlen (abschrecken) gehärtete Randschicht eines Werkstückes, deren Dicke im Allgemeinen durch die Einhärtungstiefe festgelegt ist. Sie kann durch Härten oder eine Thermochemische Wärmebehandlung mit anschließendem abkühlen (abschrecken) erzeugt werden.

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[9].

Riss Federdraht.jpg[8]

ASTM Definition[6]
decarburization—loss of carbon from the surface of a carbon containing alloy due to a reaction with one or more chemical substances in a medium that contacts the surface. Decarburization may be either
(1) partial, that is, where carbon content is less than the unaffected interior but greater than the room temperature solubility limit of carbon in ferrite
or
(2) complete, that is, where carbon content is less than the solubility limit of carbon in ferrite so that only ferrite is present.

Entkohlungstiefe

Abstand von der Oberfläche eines Werkstückes bis zu einer die Dicke der entkohlten Schicht kennzeichnenden Grenze, ermittelt nach DIN EN ISO 3887 [9].
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 DIN EN ISO 3887) oder einen anderen festgelegten Kohlenstoffgehalt gekennzeichnet werden[9].

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.

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

Intermetallisch.jpg

Kaltverformung

Eine Mikrostruktur, die aus der plastischen Verformung eines Metalls oder einer Legierung unterhalb ihrer Rekristallisationtemperatur resultiert.

ASTM Definition[6]
cold worked structure — a microstructure resulting from plastic deformation of a metal or alloy below its recrystallization temperature.

Korn

Kristallit, Einzelkristall einer vielkristallinen Gestalt (oder Form).

ASTM Definition[6]
grain—an individual crystallite in metals.

Grobkorn

Körner, die entweder größer als normal für das jeweilige Metall oder die Legierung sind, oder Körner mit einer solchen Größe, dass eine Oberflächenaufrauung, im Volksmund als "Orangenhaut" bekannt, erzeugt wird.

ASTM Definition[6]
coarse grains — grains either larger than normal for the particular wrought metal or alloy, or grains of such a size that a surface roughening, popularly known as “orange peel” or“ alligator skin,” is produced.

Korngrenze

Grenzfläche zwischen zwei Körnern mit unterschiedlicher kristallographischer Orientierung

ASTM Definition[6]
grain boundary — an interface separating two grains, where the orientation of the lattice changes from that of one grain to that of the other. When the orientation change is very small the boundary is sometimes referred to as a subboundary

Korngröße

Kenngröße für die Abmessungen eines Korns, wie im metallographischen Schliff sichtbar; siehe ISO 643 oder ASTM E112. 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.
ANMERKUNG
Die Art des Korns sollte angegeben werden, z. B. austenitisch, ferritisch, usw..
Zur Korngrößenbestimmung in der Metallographie

ASTM Definition[6]
grain size — the dimensions of the grains or crystals in a polycrystalline metal exclusive of twinned regions and subgrains when present. Grain size is usually estimated or measured on the cross section of an aggregate of grains. Common units are: (1) average diameter, (2) average area, (3) number of grains per linear unit, (4) number of grains per unit area, and (5) number of grains per unit volume. See Test Methods E112[10].
(1) ASTM grain size number—a grain size designation bearing a relationship to average intercept distance at 100 diameters magnification according to the equation: G = ASTM grain size number = 10.0 − 2 log2 L¯, where L¯ is the average intercept distance in millimetres at 100 magnification.
(2) average grain diameter—the mean diameter of an equiaxed grain section whose size is representative of all the grain sections in the aggregate being measured.

Legierungssystem

Eine Zusammensetzung, hergestellt durch das mischen von zwei Gruppen oder mehr Komponenten, von denen mindestens eine ein Metall ist.

ASTM Definition[6]
alloy system —a complete series of compositions produced by mixing in all proportions any group of two, or more, components, at least one of which is a metal.

Lösung feste

Siehe Mischkristall

Makrogefüge

Gefüge eines Werkstoffes, das mit bloßem Auge oder nur geringer optischer Vergrößerung (Lupe) erkennbar ist.

Materialographie

Unter dem Begriff der Materialographie werden alle Methoden zur Gefüge- und Strukturuntersuchung von Werkstoffen (auch nicht Metallen) zusammengefasst. Das beinhaltet die Probenpräparationsverfahren, die verschiedensten mikroskopischen Methoden einschließlich der Elektronenmikroskopie und der hoch auflösenden Röntgen-Computertomographie sowie die Analyse, Bewertung und Dokumentation der mikroskopischen Untersuchungsergebnisse.[2]

Dies ist eine im deutschen Sprachgebrauch eingeführte neue Definition, die den Begriff der Metallographie nicht ersetzen kann, in diesem WIKI wird der Begriff ausdrücklich nicht benutzt. 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.

Metallographie

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.

ASTM Definition[6]
metallography— that branch of science which relates to the constitution and structure, and their relation to the properties, of metals and alloys.

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.

ASTM Definition[6]
microstructure—the structure of a suitably prepared specimen as revealed by a microscope.

Mikroskop - Metall

Ein Metallmikroskop hat die Aufgabe, die Beobachtung und Auswertung einer geätzten oder ungeätzten Probenoberfläche zu ermöglichen, Metallmikroskope sind Auflichtmikroskope. Im Gegensatz zum Durchlichtmikroskop wird die betrachtete Probe bei der Auflichtmikroskopie nicht durchstrahlt. Im Auflichtmikroskop wird die Probe aus der Richtung des Objektivs, oft durch das Objektiv selbst, beleuchtet.

ASTM Definition[6]
microscope—an instrument capable of producing a magnified image of a small object.

Mikroskop Beleuchtung

Hellfeld Beleuchtung

Auflichtbeleuchtung im Hellfeld, die Beleuchtung kommt aus der Richtung des Objektivs, normalerweise mit einer speziellen Auflichtoptik durch das Objektiv hindurch, somit fällt das Licht auf das Präparat. Diese Auflicht-Hellfeldmikroskopie ist in den Materialwissenschaften verbreitet, wo lichtundurchlässige Präparate untersucht werden. in diesem Fall hellt sich das Objekt durch den hohen Anteil des direkt von der Objektoberfläche in das Objektiv zurück reflektierten Beleuchtungslichtes großteils auf. Das Objekt wird dabei im Vergleich zur Auflicht-Dunkelfeldmikroskopie schattenarm ausgeleuchtet.

ASTM Definition[6]
brightfield illumination — for reflected light, the illumination which causes specularly reflected surfaces normal to the axis of a microscope to appear bright. For transmission electron microscopy, the illumination of an object so that it appears on a bright background.

Dunkelfeld Beleuchtung

Bei Auflicht-Dunkelfeldbeleuchtung sind Beleuchtungs- und Beobachtungsstrahlengang dagegen getrennt: Spezialobjektive haben einen zusätzlichen äußeren Bereich, der dem Beleuchtungsstrahlengang vorbehalten ist (siehe Schemazeichnung). Der innere Bereich entspricht einem normalen Objektiv, bei Dunkelfeldbeleuchtung dient er ausschließlich der Beobachtung. Der äußere Bereich entspricht dem Kondensor. Hier wird das Licht (1 in der Zeichnung) durch einen ringförmigen Hohlspiegel im äußeren Bereich (3) schräg auf das Präparat (4) geleitet. Wäre das Präparat ein flacher Spiegel, so würde das dort reflektierte Licht vollständig am inneren Bereich des Objektivs vorbeigeleitet: Das Bild bliebe dunkel. Von Oberflächenstrukturen wie Kratzern abgelenktes Licht wird dagegen vom Objektiv aufgenommen (5).
Dunkelfeldmikroskop.png [11]

ASTM Definition[6]
darkfield illumination —the illumination of an object such that it appears illuminated with the surrounding field dark. This results from illuminating the object with rays of sufficient obliquity so that none can enter the objective directly. As applied to electron microscopy, the image is formed using only electrons scattered by the object.

Mischkristall

Mischkristall homogene, feste, kristalline Phase aus zwei oder mehreren Elementen

ANMERKUNG
Man unterscheidet das Substitutionsmischkristall, bei dem Gitteratome des Grundelements durch Atome des Lösungsmittels ersetzt sind, und den Einlagerungsmischkristall, bei dem sich Fremdatome auf Zwischengitterplätzen des Grundelementes befinden.

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

Vorzugsrichtung oder Orientierung der Schliffebene zur Verformungsrichtung, es wird zwischen Längs-, Quer- und Flachschliff -(oder Aufschliff) unterschieden. Siehe Schlifflage/Schliffrichtung

Objekt-Mikrometer

Eine Glasscheibe auf der eine präzise Skala (meist 1mm/100 Skalenteile, 0,01mm), eingraviert ist.

Objektmikrometer.jpg[8]

Okular-Mikrometer

Eine Glasscheibe mit einem Durchmesser, der das Einlegen in Standardokulare ermöglicht, auf der eine präzise Skala genau eingraviert ist.

ASTM Definition[6]
ocular micrometer - a glass disk, of a diameter which permits introducing it into standard oculars, upon one surface of which a fine scale is engraved accurately

Netzwerk

Netzwerkartig angeordnete Struktur im Gefüge. z.B. Karbidnetzwerk

X165CRMoV12-Netzwerk.jpg[8]

ASTM Definition[6]
network structure—a structure in which one constituent occurs primarily at the grain boundaries, thus partially or completely enveloping the grains of the other constituents; on a two-dimensional section cut through such a structure, the grain boundary constituent will appear as a network.

Orientierung

Siehe Schlifflage

ASTM Definition[6]
orientation—the angular position of a crystal described by the angles which certain crystallographic axes make with the frame of reference. In hardness measurements, the relationship between the direction of the axes of the indenter of a hardness tester and the direction of non-homogeneous properties of the specimen.

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 „Randoxidation“.

Phase

strukturell homogener Bestandteil eines Systems

ASTM Definition[6]
phase - a physically homogeneous, mechanically separable portion of a material system.

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.

Randoxidation

Definition nach DIN 30901 - 2016-12[12]

äußere Oxidation

  • Verzunderung
    • Oxidschicht infolge eines Wärmebehandelns in einer Atmosphäre mit hohem Sauerstoffangebot (oder Sauerstoffpartialdruck)
    • ANMERKUNG Dabei bildet sich die Oxidschicht mehr oder weniger geschlossen an der Werkstückoberfläche und wächst überwiegend nach außen.

Randoxidation

  • innere Oxidation Ausscheidung von Oxiden innerhalb der Randschicht eines Werkstückes infolge eindiffundierten Sauerstoffs

randoxidationsähnliche Erscheinungen

  • Entstehung von Poren durch Carbonitrieren, die nach Form, Größe und Häufigkeit ausgeschiedenen Oxiden bei einer Randoxidation ähnlich sind


Randoxydation nach Aufkohlung
Randoxydation.jpg[8]

Riss

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

Riss Federdraht.jpg[8]

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

Siehe auch Kapitel Vorzugsrichtung der Probe in Metallographie

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 etwas anderes. Die Schlifflage muss bei der Gefügeauswertung immer angegeben werden. Ist die Orientierung der Verformungsrichtung nicht bekannt muß dies im Prüfbericht zu vermerkt werden.[4] [8]

Schlifflage-2.jpg[2] Schlifflage 100x-2.jpg[8]

Im gezeigten Beispiel ist gut erkennbar, dass bei den unterschiedlichen Schlifflagen zur Verformungsrichtung, sowohl der Gesamteindruck des Gefüges als auch die Korngröße anders erscheint.

ASTM Definition[6]
cross direction—one of three mutually perpendicular directions used to define a worked material, specifically that direction in the plane of working which is at right angles to the direction of maximum elongation.

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.

ASTM Definition[6]
segregation — concentration of alloying elements in specific regions in a metallic object.

Seitenverhältnis

Das Verhältnis von Länge zu Breite einer Mikrostruktur Merkmal in einer zweidimensionalen Ebene.

ASTM Definition[6]
aspect ratio—the length-to-width ratio of a microstructural feature in a two-dimensional plane.

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.

Überwalzung.jpg[8]

Verbrennung

Irreversible Änderung des Gefüges und der Eigenschaften durch beginnendes Aufschmelzen an den Korngrenzen

CF53-Entkohlt-N-500x-Zunder-1.jpg[8]

Versetzung

Kristallographischer Fehler oder Unregelmäßigkeit innerhalb eines kristallinen Gefüges. Es sind zwei grundlegende Arten zu unterschieden:

  • Stufenversetzungen
  • 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).

Das eigentliche Widmannstättensche Gefüge entsteht bei Stählen mit C-Gehalten bis ca. 0,4 %. Dabei tritt bei gröberem Austenitkorn diese Gefügeanomalie schon bei niedrigeren Kohlenstoffgehalten und bei kleineren Abkühlgeschwindigkeiten auf.. Die Gefügeausbildung in "Widmannstättensche Anordnung" kommt sowohl bei untereutektoiden als auch bei übereutektoiden Stählen vor. Bei grobem Austenitkorn (dadurch zu lange Diffusionswege) und schneller Abkühlung von hoher Austenitisierungstemperatur (dadurch zu geringe Diffusionszeit) erfolgt die Ausscheidung voreutektoider Segregate, wie Ferrit oder Sekundärzementit, auch als nadelförmiger (spießiger) Gefügebestandteil innerhalb der Austenitkörner. Durch diese Gefügeanordnung liegt dann entweder der Ferrit oder der Zementit in der typischen spießigen Form vor. Bei Kohlenstoffgehalten in der Nähe des Eutektoids kommt diese Gefügeanomalie nicht vor, oder ist hier, aufgrund zu weniger voreutektoider Ausscheidungen, zumindest nicht zu erkennen. Bei untereutektoiden Stählen ist das Widmannstättensche Gefüge dem Zwischenstufengefüge (Bainit) im Aussehen und im Entstehungsmechanismus sehr ähnlich. Oft liegt es auch parallel vor und ist manchmal nicht von Zwischenstufe zu unterscheiden.[13]

Widmanstätten-1.png [14]

ANMERKUNG

Bei untereutektoidischen Stählen erscheinen im metallographischen Schliff Ferritnadeln in einer perlitischen Matrix. Bei übereutektoidischen Stählen bestehen die Nadeln aus Zementit.

ASTM Definition[6]
Widmannstätten structure—a precipitate structure, resulting from the precipitation of a new phase along certain crystallographic planes of the parent solid solution and characterized by a geometrical pattern appearance in the microstructure, originally observed in meteorites but readily produced in many other alloys with proper heat treatment.

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.
Schlifflage-2.jpg[2] Längs-100x.jpg[8]

Eine bereits im Primärgefüge angelegte Zeiligkeit, z.B. der Legierungselemente, kann beim einer abschließenden Wärmebehandlung immer noch nachgewiesen werden. Im nachfolgenden Beispiel wurde die kritische Abkühlgeschwindigkeit partiell unterschritten, in den sichtbaren hellen Zeilen wurde der Austenit nur zu einem bainitisches Gefüge umgewandelt, Ursache war eine sehr starke Zeiligkeit des Ausgangswerkstoffes 1.7131 - 16MnCr5.
Zeilengefüge-1.jpg
X165CRMoV12-Zeilen.jpg
Carbidzeiligkeit in einem ledeburitischen Chromstahl

ASTM Definition[6]
banded structure (banding) — alternate bands parallel with the direction of working resulting from the elongation of segregated areas.

Einzelnachweise

  1. ↑ Floris Osmond, MICROSCOPIC ANALYSIS OF METALS, CHARLES Griffin & COMPANY,Limited , London, 1904
  2. ↑ 2,0 2,1 2,2 Light Microscopy of Carbon Steels, Leonard Ernest Samuels, ASM International, 1999
  3. ↑ 3,0 3,1 3,2 L. Habbraken et J.-L. De Brouwer, DE FERRI METALLOGRAPHIA I, Presse Academiques Europeennes S.C., Bruxelles, 1966
  4. ↑ 4,0 4,1 4,2 Dr. Sc. Hermann Schumann et. al., Metallographie,11. Auflage, VEB Fachbuchverlag für Grundstoffindustrie, Leipzig
  5. ↑ 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
  6. ↑ 6,00 6,01 6,02 6,03 6,04 6,05 6,06 6,07 6,08 6,09 6,10 6,11 6,12 6,13 6,14 6,15 6,16 6,17 6,18 6,19 6,20 6,21 6,22 6,23 6,24 6,25 6,26 6,27 ASTM E7, Standard Terminology Relating to Metallography
  7. ↑ http://www.schmitz-metallographie.de/de/ueber-uns/news/63-news-140227-baumannabdruck, 2017.01.24
  8. ↑ 8,00 8,01 8,02 8,03 8,04 8,05 8,06 8,07 8,08 8,09 8,10 Arnold Horsch, Seminar Metallographie in der Praxis, Teil 1, Arnold Horsch e.K., Remscheid
  9. ↑ 9,0 9,1 9,2 DIN EN ISO 3887, Stahl - Bestimmung der Entkohlungstiefe, Beuth Verlag GmbH, Brlin
  10. ↑ ASTM E 112, Standard Test Methods for Determining Average Grain Size, ASTM International, 100 Barr Harbor Drive, West Conshohocken, Pennsylvania, 19428, USA
  11. ↑ https://www.wikiwand.com/de/Dunkelfeldmikroskopie?wprov=srpw1_0
  12. ↑ [https://www.beuth.de/de/norm/din-30901/265107301) DIN 30901 Wärmebehandlung von Eisenwerkstoffen - Ermittlung der Tiefe und Ausbildung der Randoxidation
  13. ↑ http://www.metallograf.de
  14. ↑ http://www.msm.cam.ac.uk/phase-trans/2008/Steel_Microstructure/SM.html
Abgerufen von „http://wiki.arnold-horsch.de/index.php?title=Allgemeine_Bergriffe_der_Metallographie&oldid=7630“