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Inhalt
1 Einleitung 11
1.1 Ziele der metallographische Untersuchungen der Gusslegierungen 11
1.2 Generelles zur Probenahme 14
1.3 Schliffherstellung 16
1.4 Ätzmittelzusammenstellung 19
1.5 Interpretation 21
1.6 Dokumentation 23
1.7 Rasterelektronenmikroskopie und Elektronenstrahlmikroanalyse 23
1.7.1 Die Elektronenmikroskopie in der Materialforschung 23
1.7.2 Grundlagen der Rasterelektronenmikroskopie und Mikrobereichsanalytik 24
1.7.2.1 Aufbau eines Rasterelektronenmikroskops 24
1.7.3 Vakuumsystem eines Rasterelektronenmikroskops 27
1.7.4 Wechselwirkung zwischen Elektronen und Materie 28
1.7.5 Elektronenstrahlmikroanalyse (EDX/WDX) 33
1.7.6 Mikro-Strukturanalyse mittels OIM 38
1.7.6.1 Orientation Imaging (OIM) bzw. EBSD (Electron Backscatter Diffraction) 38
1.7.7 Probenvorbereitung - Präparation 38
1.7.8 Lichtmikroskop (LiMi) - Infinite Focus Microscope (IFM) 40
1.7.9 3 D-Rekonstruktion von Oberflächen im REM 41
1.7.10 ZEISS DSM 982 Gemini 42
1.7.11 ZEISS Ultra 55 43
1.7.12 FEI Quanta 200 ESEM und FEI Quanta 600 FEG-ESEM 44
1.7.13 FEI Nova Nanolab 200 Dual Beam FIB/FEGSEM 49
1.7.14 Atomic Force Microscope (AFM) 50
1.7.15 Referenzen 51
1.7.16 Weiterführende Literatur 52
2. Das Gusseisen 55
3. Gusseisen mit Kugelgraphit 63
3.1 Normung 63
3.2 Herstellung 64
3.2.1 Auswahl der Einsatzstoffe 64
3.2.2 Verfahrensschritte 65
3.3 Allgemeiner Gefügeaufbau 68
3.3.1 Graphit 70
3.3.2 Metallische Grundmasse 78
3.3.3 Erstarrungsgefüge 82
3.4 Impfen 86
3.4.1 Einfluss auf die Graphitausbildung 89
3.4.2 Einfluss auf das Grundgefüge 90
3.5 Unlegiertes Gusseisen mit Kugelgraphit 92
3.5.1 Ferrit 93
3.5.2 Perlit 93
3.5.3 Carbide 101
3.6 Niedriglegiertes Gusseisen mit Kugelgraphit 104
3.6.1 Graphit 108
3.6.2 Ferrit 109
3.6.3 Perlit 112
3.6.4 Carbide 117
3.6.5 Sondergusseisen 118
4 Ausferritisches Gusseisen mit Kugelgraphit 123
4.1 Normung 123
4.2 Herstellung 124
4.3 Allgemeiner Gefügeaufbau 126
4.4 Austenit 128
4.5 Ferrit, Martensit, Carbide, Perlit 132
5 Austenitisches Gusseisen mit Kugelgraphit 137
5.1 Normung 137
5.2 Herstellung 137
5.3 Allgemeiner Gefügeaufbau 140
5.4 Graphit 141
5.5 Austenit 141
5.6 Carbide 147
5.7 Gefügestabilität 150
6 Gefügebesonderheiten 153
6.1 Randgraphitentartung 153
6.2 Graphitflotation 156
6.3 Chunky-Graphit 157
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Register
AAbklingdauer 89, 90
Abkühlkurve 56, 57
Abkühlrate 70, 185
Abkühlungsgeschwindigkeit 56, 98, 106, 139, 160, 181
Ätzmittelzusammenstellung 19
Ausferrit 79, 125, 126
ausferritisches Gefüge 80, 129, 130,
Austenit 38, 60, 104, 124, 141, 164, 188
Austenitbildner 1 39, 141
Austenithülle 187
austenitisches Grundgefüge 139, 142, 146
austenitisches Gusseisen 8, 137
BBainit 79, 111, 124, 136
bainitischer Ferrit 133, 133
Basiseisen 65, 66, 106
Bruchdehnung 59, 92, 124
C
Calcium 58, 158, 180
Carbidbildung 101, 113, 147, 173
Cer-Mischmetall 180
chemische Zusammensetzung 163
Chromcarbid 143, 145
Chunky-Graphit 74, 141, 160
DDiffusionssperre 107, 114
direkt seigernde Elemente 171
Dokumentation 12, 23
Dross 22, 165
E
EDX-Spektrum 33, 36, 50
Einbetten 16
Einsatzstoffe 64, 82
Einschlüsse 11, 14, 21, 66, 73, 82, 101, 165
Eisencarbid 57, 78, 92, 101, 170
Eisen-Graphit-Eutektikum 105
elastische Streuung 28
Elektronenquelle 25
Elektronenstrahl 25, 50
Elektroofen 55, 137
Elementverteilungsbild 34, 51, 201
Elementeverteilung 101, 143, 201
Emissionsstrom 25
entkohlte Randzone 163
Entschwefeln 65, 66
Erstarrung 57, 68, 102, 162, 175
Erstarrungsgefüge 81, 192
Erstarrungstyp 69
Europäische Norm 63, 137
eutektische Zellen 20
eutektische Zusammensetzung 178
eutektoide Zerfallstemperatur 140
eutektoide Gefügebestandteil 93
F
Fading 67, 86, 88
Feldemissionskathode 25
Ferrit 20, 38, 60, 70, 124, 164, 194
Ferrit/Perlit-Verhältnis 109
Ferrithöfe 98, 100, 109
Ferromagnetisch 139, 147 ferromagnetische Carbide 147
Flotation 157
G
Garschaumgraphitbildung 156
Gasaufnahme 137
Gefügeaufbau 11, 12, 68, 126, 134, 140, 153, 181
Glanzkohlenstoffbildner 164
Gleichgewichtstemperatur 55
Graphit 18, 55, 100, 133, 181
Graphitausbildung 58, 117, 153, 182
Graphitentartung 108, 160,
Graphitflotation 156, 157
graphitisierende Elemente 103, 104
Graphitkugel 16, 73, 98, 109, 132, 178
Graphitlamelle 153
Graphitschuppe 75, 188
Grundgefüge 19, 65, 90, 142, 178, 193
Grundgefügeausbildung 112, 113, 171
Gusseisen 16, 55, 80, 100, 141, 160, 190
Gussstückwanddicke 56
Gusswerkstoff 60, 68
Gusszustand 65, 93, 104, 192
HHaltezeit 126, 127, 133
Härtbarkeit 107, 113, 134
hochlegierte Werkstoffe 160
IImpfen 57, 65, 67, 86, 94
indirekt seigernde Elemente 171
isothermische Umwandlungsreaktion 136
KKantenhärte 57, 99, 101, 169
Kathode 25, 26, 27
Keimhaushalt 89
Kohlenstoffäquivalent 105, 106, 192
Kohlenstoffausscheidung 127
Kohlenstoffgehalte 127
Kohlenstofflöslichkeit 128, 134, 135
Kohlenstoffsättigung 125
Korngrenze 11, 19, 128, 131, 171
Korngrenzencarbid 67, 101
Korngrenzenseigerung 171
Kugelausbildung 73, 74, 108, 109, 141
Kugelbildung 58, 64, 153
Kugelgraphit 16, 55, 70, 81, 94, 9, 104, 127, 164, 191
- Gusseisen mit Kugelgraphit 63
Kugelgraphitausbildung 108, 164,
Kupfer 34, 66, 103, 141, 181
LLattenferrit 126, 129, 130
Ledeburitbildung 1 69, 181
Legierungselemente 23, 80, 107, 141, 173
Lichtmikroskop 27, 40, 94, 122
Lunkerneigung 150, 179
MMagnesium 23, 58, 65, 103, 153, 179, 195
Magnesiumbehandlung 65, 91, 108, 116, 137, 141
Martensit 20, 79, 94, 111, 124
Maßbeständigkeit 150, 151
mechanische Eigenschaften 12, 63, 82, 102, 150, 192
metallische Grundmasse 78, 92
Metall-Kohlenstoff-Verbindungen 101
metallurgischer Zustand 179
metastabil 82, 132
Mg-Unterbehandlung 180, 181
Mikroporosität 83, 165
Mikroseigerung 150, 171
Mikrostruktur 63, 69, 122, 131
Mikrostrukturanalyse 38
Molybdän 103, 120, 139, 144
Nnadeliger Ferrit 131, 132
nichtmetallische Einschlüsse 82, 84
Nickel 31, 66, 103, 141, 171
NOCEL (No Carbon Elements) 77, 186
Nodularität 89, 105, 183
Normung 63, 123, 137, 177
PPartikelzahl 141, 158
Perlit 19, 60, 79, 101, 184, 192
Perlitausbildung 97
perlitische Grundmasse 106, 184
Phosphideutektikum 19, 20, 171
Phosphidnetz 19
Phosphorseigerung 21
Polieren, 16, 17, 18
Primärgefüge 20, 83
Primärstruktur 82
Probenahme 14
Prozessfenster 180, 181
RRandgraphitentartung 153, 154, 162
Randzonen 59, 60, 153, 163
Rasterelektronenmikroskop 23, 44, 182
Rasterelektronenmikroskopie 7, 12, 52
RE-Abbildungen 30, 31
reduzierende Atmosphäre 153, 154
Restaustenit 11 6, 124, 131
Restschmelze 57, 104, 117, 166, 171
Röntgendetektor 37
Röntgenstrahlung 29, 32, 33
Rückstreu-Elektronen 32
S
Sättigungsgrad 192
Schärfentiefe 27, 41
Schlacke 15, 165
Schleifen 16, 136
Schliffherstellung 16
Schmelzebehandlung 179
Schwarze Flecken 166
SE-Abbildung 30, 34, 39, 43
Seigerungen 82, 103, 117, 166, 184
Seigerungsfaktor 169, 172
Sekundärcarbid 150
Sekundär-Elektronen 29 Seltene Erden 179
Spätimpfung 86, 92
Sphärolithendichte 160
Spurenelemente 58, 159, 171
Stahl 64, 79, 125
Steadit 20, 172
TTemperguss 58, 98
ternäres Phosphideutektikum 172
Thermoanalyse 180
Tiefenätzung 75, 186
Titancarbid 100
Uumgekehrte Weißeinstrahlung 101, 173
Umwandlung 70, 99, 113, 126, 142
Umwandlungstemperatur 106, 111, 142
unelastische Streuung 28
unreagierter Austenit 132
Unterkühlung 56, 106, 174
Unterkühlungsneigung 90
VVakuumsystem 9, 27, 42
Verarmung von Silicium 169
Verformungen 15, 16, 18, 76, 126
voreutektische Kugelgraphitausscheidung 193
voreutektoider Ferrit 131, 133
W
Wärmebehandlung 58, 65, 80, 98, 101, 164
Wärmeeinwirkungen 15
Weißeinstrahlung 99, 169, 173
Weißerstarrung 55, 101, 102, 105, 180
Z
Zinn 104, 117, 158, 181
Zustand des Austenits 126
Zustandsschaubild 55, 82
Index
AAlloying elements 23, 55, 79, 82, 92, 150, 171
As-cast conditions 65, 93, 192
Austempered Ductile Iron 79, 123
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