Erstarrungsgefüge

Reale Legierungszusammensetzungen und unter Ungleichgewichtsbedingungen ablaufende Erstarrungs- und Umwandlungsvorgänge führen zu Veränderungen gegenüber den Gleichgewichtsgefügen. So werden unter Praxisbedingungen Gefüge gebildet die das Zustandsschaubild Eisen-Kohlenstoff nicht ausweist.

Das Erstarrungsgefüge von Gusseisen (s. Gefügeausbildung von Gusseisen) ist auf Grund der möglichen Zusammensetzung (vom untereutektischem bis in den übereutektischen Bereich) durch Primärkristallisation und die eutektische Kristallisation gekennzeichnet, die in Abhängigkeit der Legierungszusammensetzung und den Abkühlungs- und Keimbildungsbedingungen stabil oder metastabil verläuft.

Somit umfasst das Erstarrungsgefüge die Menge, die Größe, die Form und die Verteilung des Grafits, das Ausmaß, die Menge und die Verteilung der Seigerungen von Legierungselementen, freie Karbide, sowie die Menge, die Größe, die Anzahl, die Verteilung und die Art der Hohlräume (Mikrolunker, Risse, Poren) und der nichtmetallischen Einschlüsse wie beispielsweise Schlacken (s. Schlackeneinschlüsse).

Dieses Gefüge ist in technischen Gusseisenwerkstoffen immer vorhanden, das Ausmaß hängt von der Art und Weise der Schmelzeführung, der Einsatzstoffe, der Legierung und nicht zuletzt vom Design des Gussteils (Wanddicke) ab. Es führt nicht zum Ausschuss, kann aber im ungünstigen Fall die mechanischen Eigenschaften des Werkstoffes negativ beeinflussen.   

Diese Primärstruktur kann man nachträglich so gut wie nicht mehr ändern, ausgenommen beim Zerfallsglühen der freien Karbide (Karbidzerfallsglühen), das von großer technischer Bedeutung vor allem beim Kokillen- und Schleuderguss ist.

Selbst eine optimierte Gefügegrundmasse (Perlit/Ferrit-Verhältnis, Feinheit des Perlits) kann ein ungünstig ausgebildetes Erstarrungsgefüge (Primärgefüge) nicht mehr kompensieren. Beispiele typischer Erstarrungsgefüge und ausgewählte EDX-Analysen zeigen die Bilder 1 bis 7.

Zurück zur Übersicht