4 K r i s t a l l i s a t i o n
Keimbildung: Die Schmelze beginnt an Keimen zu kristallisieren. Es gibt homogene und heterogene Keime.
Homogene Keime werden bei Unterkühlung unter der Schmelztemperatur gebildet, mit heterogenen Keimen, d.h. Fremdkeimen ist die benötigte Unterkühlung kleiner. Heterogene Keimbildung startet an Verunreinigungen (Kornfeinern, Fremdpartikeln, Fremdteiloberfläche) und an Wänden.
Impfen: Zugeben von Fremdpartikel, welche die heterogene Keimbildung fördern.
Korngrösse 1
∆ T Keimzahl ∆ T ↑ Keime ⟹↓
Korngrösse
Seigerungen sind Konzentrationsunterschiede von Legierungselementen oder Verunreinigungen im Werkstoff, die beim Erstarren von Schmelzen auftreten können inhomogenes Gefüge, Lunker.
↑ Abkühlgeschwindigkeit ⟹ ↓ Diffusionsgeschwindigkeit ⟹↑ ∆ T
Kochen bezeichnet die Blasenbildung Sauerstoff, v.a. beim Vergiessen in Kokillen Desoxidationsmittel (Mn, Si) kein Innenlunker, grösserer Kopflunker
<-- Temperatur in der Schmelze oberhalb der Erstarrungstemperatur führt zu kleinen Erhebungen an der Wachstumsfront, da der Körper die Wärme besser abführen kann. Sobald die Beule weiter wachsen will, kommt sie ins Gebiet mit wärmerer Schmelze, was den „Beulentod“ bedeutet.
Feinkristalline Zone: Berührung mit Stahlwand, Keimbildung sehr gut.
Stengelkristallite: stark gestreckt, da gute Wärmeabführung (Stahl) Grobkristallite: Geringere Abkühlgeschwindigkeit (Sand)
Schwindung: VG=VFL+VE+VK⟹ Lunker - VFL =
Volumenabnahme im flüssigen Zustand (TG – T1) - VE = Volumenabnahme Erstarrung (T1 – T2) - VK = Volumenabnahme Abkühlung (T2 - Raumtemperatur) Gegen Schwindung und Lunker, Speiser, Steiger
Kornfeiner: Geringe Unterkühlung für die Auslösung der Erstarrung benötigt.
7 R e k r i s t a l l i s a t i o n / E r h o l u n g
Kaltumformung ändert die Kornform, bringt Gitterfehler ein (Leerstellen Zwischengitteratome, Versetzungen), überführt das System in einen Zustand höherer freier Enthalpie (Ungleichgewicht) und bringt makroskopische Eigenspannungen ein.
Erholung: bei kleiner Temperatur Rückbildung ohne Änderung der Grosswinkelkorngrenzen.
- Abbau von 0-D Gitterfehler (phys.) - Abbau von Leerstellen
- Abbau von Zwischengitteratomen - Abbau von Doppelleerstellen (Frenkel-Defekt) - Abbau von Versetzungen (entgegengesetzte Paare heben sich auf, mech. eigenschaften)
- Klettern (LS und Versetzungen) - Polygonisation
- Zellbildung (Neuanordnung der Versetzungen),(Subkörner, Zonen mit wenig Versetzungen) Durch die Erholung werden Gitterfehler abgebaut, weniger Keimstellen, gröberes Korn.
Rekristallisation findet statt, wenn: - eine vorgängige Kaltumformung (1-5%)stattgefunden hat - die Temperatur mindestens 0.4 der Schmelztemperatur beträg
1. Primäre Rekristallisation (Antrieb Energieunterschied zw. Defektem und perfekten Kristall) 2. Kornvergrösserung (Zunahme der Korngrösse mit der 120°-Regel)
3. Sekundäre Rekristallisation (nur einzelne Körner wachsen, bei hoher T und Verformung) Inkubationszeit = Glühzeit Korngrösse ↑ : T ↑ Glühzeit ↑ Verformung ↓
Die Korngrösse hängt vom Verformungsgrad ab:
In der Stabmitte -> Verformungsgrad kleiner als mindestverformungsgrad ->
ursprüngliches Gefüge.
An Stellen grösster Verformung ->viele Keime -> feines Korn
Dazwischen -> schwache Verformung ->
grobes Korn.
