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Eisengruppe (Eisen) 



Art knnen nmlich die Umwandlungstempe- 

 raturen in verschiedenem Mae sinken bezw. 

 die Umwandlungen selbst verzgert werden, 

 so da z. B. ein Stahl, der mit 0,27% Nickel 

 einen magnetischen Umwandlungspunkt bei 

 715 besitzt, bei einem Gehalt von 26% 

 Nickel einen Umwandlungspunkt erst unter- 

 halb besitzt. Ein solcher Stahl erscheint 

 also bei gewhnlicher Temperatur unmagne- 

 tisch, trotzdem er normalerweise magneti- 

 sierbares a-Eisen enthalten sollte, und es 

 bedarf starker Abkhlung, um die Um- 

 wandlung in Ferrit herbeizufhren. 



Ein weiterer charakteristischer Unter- 

 schied der drei Modifikationen liegt in der 

 verschiedenen Lslichkeit fr Kohlenstoff 

 und Eisencarbid. Hier ist das y-Eisen 

 die bevorzugte Modifikation mit dem grten 

 Lsungsvermgen. Auch das -Eisen besitzt 

 eine beschrnkte Lslichkeit, whrend die- 

 selbe dem a-Eisen vllig abgeht. Da die 

 Menge und die Art der Lsung des im Eisen 

 befindlichen Kohlenstoffs die grte Be- 

 deutung fr die verschiedenen Eisen- 

 sorten besitzt, sei an dieser Stelle eine 

 kurze Besprechung der vorkommenden Eisen- 

 kohlenstofflegierungen eingeschaltet. 



Eisen und Kohlenstoff knnen sich 

 unter Carbidbildung vereinigen. Das ent- 

 standene Produkt, von der chemischen 

 Zusammensetzung Fe 3 C, fhrt als Struktur- 

 element den Namen Zementit und ist von 

 betrchtlicher Hrte (6 nach der Mo hs sehen 

 Skala). Am einfachsten erfolgt die Bildung 

 durch Auflsen von Kohlenstoff in flssigem 

 Eisen, wobei man im Schmelzflu wohl ein 

 Gleichgewicht zwischen Eisen, Kohlenstoff 

 und Carbid annehmen kann. Je nachdem 

 man nun die Schmelze langsam oder 

 rasch erstarren lt, findet Abscheidung 

 des Kohlenstoffs vorwiegend in elementarer 

 Form oder infolge Unterkhlung als Carbid 

 statt. Dasselbe bildet im letzten Falle eine 

 feste Lsung in y-Eisen und fhrt als solche 

 den Namen Martensit. Zunchst mgen die 

 Erstarrungserscheinungen bei schnellerer Ab- 

 khlung besprochen werden. Lt man eine 

 kohlenstoffreiche Schmelze derart erkalten, 

 so scheidet sich zunchst ein Teil des Kohlen- 

 stoffs als Zementit ab und die Abscheidungs- 

 temperatur sinkt auf 1130, wo die Schmelze 

 zu einem eutektischen Gemisch von Martensit- 

 Zementit mit einem C-Gehalt von 4,2% 

 Ist der Kohlenstoffgehalt in der 

 als dieser eutektischen 



geringer 



entspricht (2 bis 4,3% C), so 



erstarrt. 

 Schmelze 

 Mischung 



scheiden sich zunchst Mischkristalle aus, die 

 weniger C enthalten, als die Schmelze. Da- 

 durch steigt der C-Gehalt derselben, bis wieder 

 die eutektische Zusammensetzung erreicht ist. 

 Man hat schlielich Eutektikum und gest- 

 tigte Mischkristalle mit 2% C. Sind in 

 der Schmelze weniger als 2% C enthalten, 



so sind die Mischkristalle kohlenstoff- 

 rmer. Mit der Erstarrung sind aber die 

 Umwandlungserscheinungen noch nicht be- 

 endet. Durch pltzliches Abkhlen in Eis- 

 wasser auf Zimmertemperatur kann man 

 zwar die eben geschilderten Zustnde fixieren. 

 Lt man jedoch einem derartig erstarrten 

 Produkt Zeit zur Abkhlung, so da sich 

 jederzeit das wahre Gleichgewicht einstellen 

 kann, so beginnt zunchst infolge der ab- 

 nehmenden Lslichkeit eine Abscheidung 

 von Zementit aus den Mischkristallen, bis 

 bei 710 die Bestndigkeit der festen Lsung 

 berhaupt aufhrt und sie vollstndig in ein 

 Gemisch von Eisen und Zementitkristallen 

 (wegen seines perlmutterartigen Aussehens 

 Perlit genannt) zerfllt. Nheres siehe im 

 Artikel Legierungen". 



Aus diesen Betrachtungen geht hervor, 

 da bei rascher Abkhlung der in der Schmelze 

 gelste Kohlenstoff chemisch gebunden 

 bleibt und da man vornehmlich den 

 harten Martensit in den Produkten behlt. 

 Verluft die Abkhlung allmhlich, so 

 sind zunchst die Bedingungen zur Kohle- 

 abscheidung, in Form von Graphit und 

 amorpher Kohle (Temperkohle) gegeben, da 

 der zeitliche Zerfall: Fe 3 C ^t Graphit + 

 Schmelze, zum Teil stattfinden kann. Auer- 

 dem liefert der Zerfall des Martensits in 

 Perlit ein Eisen von nur mittlerer Hrte. 



Unter diesen Gesichtspunkten betrachtet, 

 wird der Unterschied zwischen den ver- 

 schiedenen Roheisensorten (2 bis 5,1 % C) 

 verstndlich. Gueisen, durch pltzliche 

 Abschreckung hergestellt, enthlt den Kohlen- 

 stoff als Zementit in fester Lsung und bildet 

 das sprde harte, weie Gueisen. Langsam 

 abgekhltes, also graphithaltiges Roheisen 

 ist das weiche graue Gueisen. Ein Mangan- 

 gehalt wirkt der Graphitabscheidung ent- 

 gegen, derartiges Roheisen sieht also meistens 

 wei aus. Ein 5 bis 20% Mangan enthaltendes 

 Eisen kristallisiert in groen Blttern und 

 fhrt den Namen Spiegeleisen. Gueisen 

 erweicht nicht unterhalb seines Schmelz- 

 punktes, der je nach der Zusammensetzung 

 ! zwischen 1100 und 1250 liegt. Es ist also 

 nicht schmiedbar. Sehr kleine Phosphor- 

 mengen (0,1%) machen das Metall in der 

 Klte brchig. Schwefelbeimengungen machen 

 es in der Wrme brchig. 



Auch fr die verschiedenen Stahlsorten 

 finden die Betrachtungen ber Eisenkohlen- 

 stofflegierungen Anwendung. Langsam er- 

 kalteter Stahl ist verhltnismig weich, 

 abgeschreckter, martensithaltiger Stahl ist 

 umgekehrt hart. Durch miges Erhitzen 

 (Tempern) kann die Hrte des Stahls beliebig 

 gendert werden (Anlassen des Stahls), da 

 hierbei ein merklicher Zerfall von Martensit 

 in Ferrit und Eisencarbid stattfinden kann. 

 Aus den sogenannten Anlauffarben, die aus 



