Autor Thema: Widmannstättensche Figuren - Entstehung?  (Gelesen 7578 mal)

ironmet

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Re: Widmannstättensche Figuren - Entstehung?
« Antwort #15 am: Juni 01, 2008, 19:15:06 nachm. »
Ups,

ich sehe ich bin hier in letzter Zeit zu selten online.
Sehr schöne Erklärung Jürgen!
Obwohl ich davon auch nicht alles verstehe.

Deine persönliche Anmerkung gefällt mir jedenfalls.
Das es nie langweilig mit den Eisen wird,kann ich nur allzugut bestätigen!
Nicht etwa wegen der Rostbekämpfung,nein nein :fingerzeig:

Und klar Jürgen sehen wir uns in Ensisheim!
Du mit dem Bier und ich mit dem Wildschwein! :einaugeblinzel:

Viele Grüße Mirko :prostbier:

Achgold

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Re: Widmannstättensche Figuren - Entstehung?
« Antwort #16 am: Juni 01, 2008, 21:17:18 nachm. »
Hello Allende,beim Lesen Deines sehr lehrreichen Beitrages über die Bildung der Witmannst.Figuren und den ergänzenden Link vom Mettmann möchte ich mich mit folgender Frage an Dich wenden:Normalerweise sind doch Diffusionsvorgänge in Festkörpern ,und ich spreche hiermit die Nickelkonzentration bei abnehmender Temperatur an,so gerichtet,das eine Konzentrationsabnahme im Gesamtvolumen zustandekommt.Das heißt,der Diffusionsfluß verläuft von höherer zu niedrigerer Konzentration----es wird eine gleichmäßige Durchmischung angestrebt.Warum verhält sich die Nickelkonzentration bei abnehmender Temperatur aber gerade entgegengesetzt zu den die Diffusion antreibenden Gesetzmäßigkeiten???
Ist dieser Effekt vergleichbar mit Entmischungsvorgängen vor der Erstarrungsfront von Kristalliten,bei denen Atome nicht in Kristallgitter eingebaut werden und somit aus der Kristallisationszone herausgeschoben werden???(Technikanwendung Zonenschmelzen zwecks Halbleiterreinigung von Fremdsubstanzen)
                                                                                                                                          fragt neugierig wie immer Jochen

Offline Aurum

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Re: Widmannstättensche Figuren - Entstehung?
« Antwort #17 am: Juni 01, 2008, 21:37:49 nachm. »
Hallo Jochen ,


Super Frage ,  :super: nun bin ich mal auf die Antwort gespannt , ich vermute das es etwas mit der Gravitation zu tun hat , aber mal abwarten .

Bis dann Lutz  :winke:
Aller Anfang ist schwer !!

Offline Hungriger Wolf

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Re: Widmannstättensche Figuren - Entstehung?
« Antwort #18 am: Juni 01, 2008, 23:02:42 nachm. »
Hallo!

Ich bin mir auch unschlüssig darüber, ob das alles so richtig ist, was in der wissenschaftlichen Buchliteratur so zu finden ist!

Bei meiner Internetrecherche bin ich auf den unteren Link (Seite 14)/Widmannstättensche Figuren in Stahlgussteile gestossen!

http://www.fh-gelsenkirchen.de/werkstoffkunde/Deutsch/Lehrveranstaltung/Studenten/WK_Eisengu%DFwerkstoffe.pdf

Also gibt es die Widmannstättensche Figuren auch auf der Erde bei der Herstellung eines Stahlgussteils?
Wie ist das richtig zu bewerten?

schöne Grüsse von :winke:
Achim

Offline paragraf

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Re: Widmannstättensche Figuren - Entstehung?
« Antwort #19 am: Juni 02, 2008, 00:08:20 vorm. »
Hallo Achim,

janun gerade nicht! Ich glaube der Prof. hat das nur "Das Widmannstättensche Gefüge" genannt, weil Widmannstätten wohl der erste war, der Metallgefüge per Ätzung sichtbar gemacht hatte.

Gruß
Bernd

Offline Allende

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Re: Widmannstättensche Figuren - Entstehung?
« Antwort #20 am: Juni 02, 2008, 19:33:34 nachm. »
Dreifacher kleiner Exkurs in die Metallkunde:  :user:

Info an Achgold:
Guter Einwand. Ich will versuchen es in der „very light version“ also knapp und doch so verständlich wie möglich auszudrücken. Der Taenit (austenitisches Gamma-Eisen) eines Eisenmeteoriten mit z.B. 10% Ni-Gehalt durchläuft bei Abkühlung aus einer Temperatur von >900°C irgendwann vom Einphasengebiet die Feststoff-Phasengrenze in das Zweiphasengebiet Alpha + Gamma hinein und dabei wandelt sich immer mehr Taenit in Kamazit um. Aus Taenit wird also Kamazit und Taenit bleibt (verändert) vorhanden. Ni-armes Kamazit bildet sich direkt aus dem vergleichsweise Ni-reichen Taenit. Kamazit kann maximal 7.5% Ni-Gehalt aufnehmen (typisch 5.5 bis 7%), im Taenit kann der Ni-Gehalt bis auf 55% anwachsen, mehr hat man noch nie gemessen. Bei absinkender Temperatur – alles schön langsam in Millionen von Jahren – wachsen die Kamazit-Lamellen und weisen am Rand und der Mitte ziemlich gleichmässig +/- 6% Ni-Gehalt. Die ursprüngliche Menge Taenit wird durch das Breitenwachstum der Kamazit-Lamelle „aufgezehrt“, wird also anteilsmässig reduziert, sammelt aber den „überschüssigen“ Ni-Gehalt, der in den Kamazit-Balken nicht gelöst werden kann, an. Misst man ein Ni-Profil (Line Scan), so ist der Ni-Gehalt im Kamazit nahezu eine Gerade, im Taenit ein starker Anstieg am Rand und in der Mitte vom Taenit ein Abfall auf eine wieder etwas niedrigere Ni-Konzentration (Stichwort: „M“-Profil) zu messen. Die Abkühlungsgeschwindigkeit und der Ausgangsgehalt von Ni und Beimengungen anderer Elemente, insbesondere von Phosphor sorgen dann dafür, wie breit die Kamazit-Balken werden. Es gilt: Je schneller die Abkühlungsgeschwindigkeit, desto schmaler die Kamazit-Balken und es gilt auch: Je mehr Ni-Gehalt, desto schmaler die Kamazit-Balken. Unser Eisenmeteorit mit über die Fläche gemessenen ca. 10% Ni-Gehalt hat also, wenn man etwas genauer hinschaut +/- 6% Ni im Kamazit und irgendetwas zwischen 25 bis 55% Ni-Gehalt im restlichen Taenit, der meist nur noch hauchdünn die Kamazit-Lamellen oder –Balken umgibt/umhüllt. Taenit wird deshalb auch als „Hülleisen“ bezeichnet. Ein weiterer Gefügebestandteil, die Plessitfelder, sind Überbleibsel aus diesem langsamen Strukturbildungsprozess bei tieferen Temperaturen und wenn man eine Lupe zur Hilfe nimmt, dann sind die Plessitfelder meist (nicht immer!) feinstreifig aus Kamazit und Taenit aufgebaut. Ich hoffe, dass reicht Dir das als Erklärung?  :gruebel:
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Info an Hungriger Wolf:
Ja, es gibt tatsächlich eine Art „Widmannstättensches Gefüge“ auch in technischen Eisenlegierungen mit meist geringen Kohlenstoffgehalten bis 0.4% (Stahlguss). Die Entstehung, die chemische Zusammensetzung und die mikroskopische Struktur hat aber ausser einer gewissen visuellen Ähnlichkeit eigentlich nichts mit dem Widmannstättenschen Gefüge der Eisenmeteoriten zu tun.

Hier noch ein Zitat aus „Das Zustandsschaubild Eisen-Kohlenstoff und Grundlagen der Wärmebehandlung der Eisen-Kohlenstoff-Legierungen“, Verlag Stahleisen M.B.H. (1961), dass dieses „Widmannstättensche Gefüge“ korrekt, aber recht schwerverständlich beschreibt. Zum Verstehen sind sicher Kenntnisse von metallkundlichen Begriffen von Vorteil:

„In untereutektoidischen Legierungen beginnt die Umwandlung mit einer voreutektoidischen Ferritausscheidung, in übereutektoidischen Legierungen mit einer voreutektoidischen Zementitausscheidung. Diese voreutektiodischen Ausscheidungen bilden sich im allgemeinen an den Korngrenzen der Austenitkristalle; bei grobem Austenitkorn und erhöhter Abkühlungsgeschwindigkeit können sie aber auch im Inneren der Austenitkristalle an kristallographisch bevorzugten Gitterebenen entstehen. Man bezeichnet dieses Gefüge als Widmannstättensches Gefüge.“

Bitte nicht verwechseln:
Widmannstättensches Gefüge im Stahlguss ist ein Überhitzungsgefüge mit nachteiliger Sprödigkeit, die die mechanische Festigkeit der technischen Stahllegierung absenkt. Bei schneller Abkühlung aus einem überhitzten, grobkörnig geglühten Austenit können vorausgeschiedene Ferritnadeln, oder auch bei übereutektoidischen Stählen vorausgeschiedene Ferrit-/Zementitnadeln entstehen. Die Festkörperumwandlung von Austenit (Gamma-Eisen) Richtung Ferrit (Alpha-Eisen) verläuft dabei anomal. Durch Glühbehandlung (Normalisieren) kann die Gefügestruktur positiv beeinflusst werden.
In Gegenzug dazu entsteht Widmannstättensches Gefüge in Eisenmeteoriten durch extrem langsame Abkühlung. Einzig die Benennung wurde für zwei sehr verschiedene Prozesse in früheren Zeiten namentlich gleichgesetzt. Das ist sicher nicht vorteilhaft, aber auch nicht sehr schlimm.  :confused:
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Info an Paragraf:
Deine Aussage ist nicht ganz korrekt. Alois Beck von Widmannstätten hatte zwar etwa gegen 1808 die später nach ihm benannte Widmannstättensche Struktur durch chemische Ätzbehandlung einer Meteoreisenplatte gefunden und typographisch (Probe mit Druckerschwärze bestrichen und dann unmittelbar selbst als Druckstock verwendet, siehe in Schreibers, C.V.: Beiträge zur Geschichte und Kenntnis meteorischer Stein- und Metallmassen, 1820) benutzt, aber die Veröffentlichung der ersten mikroskopischen Gefügeaufnahmen an Metallschliffen wurde erst im Juni 1864 durch Henry Clifton Sorby (geb. 1826, gest. 1908) gemacht. Sorby hatte im Jahr 1863 erstmalig „Widmannstättensche Figuren“ an technischem Eisen (Stahlguss) gefunden. Die Arbeiten von Sorby fanden jedoch wenig Beachtung bis schliesslich Adolf Martens (geb. 1850, gest. 1914) im Jahre 1878 die Nutzbarmachung und Weiterentwicklung der Metallographie im Dienste der Werkstoffprüfung und -forschung durchsetzte. Der Name „Sorbit“ fand früher auch in der Metallkunde Gebrauch. „Sorbit“ und „Trostit“ waren alte, heute kaum mehr gebrauchte Begriffe für einen sehr feinlamellaren, bzw. einen groblamellaren Perlit (Gemisch aus Ferrit = alpha-Eisen und Zementit = Fe3C Eisenkarbid). Der Name Martens ist heute noch als Gefügebestandteil „Martensit“ (Härtungsgefüge) aus der Stahl- und Eisenhüttenkunde gut bekannt und dort nicht wegzudenken, in Eisenmeteoriten ist „Martensit“ auch bekannt. Bestes Beispiel: Tishomingo = Ni-reicher martensitischer Ataxit mit phantastischer Mikrostruktur!
Alles klar?!  :dizzy:

Info: In Ensisheim habe ich einige kleine geätzte Teilstücke vom martensitischen Tishomingo-Eisen abzugeben…
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Achso: All das muss man nicht unbedingt wissen wenn man Eisenmeteoriten nur sammelt, aber es macht enorm viel Spass und wird immer interessanter, je tiefer man in die Materie und in die Literatur eindringt. Ich sitze schon wieder viel zu lange am PC und muss jetzt draussen im Garten erstmal ein Bier trinken … und tschüss.

Allende  :winke:

PS: Wer Spass hat, sollte sich mal an folgendem Artikel versuchen: „Yang & Goldstein: The formation of Widmannstätten structure in meteorites“, MAPS 40, No. 2, pages 239-253 (2005). Da wir es dann richtig schwierig. Kann ich auf Wunsch als pdf-File durch die Leitung schieben.  :einaugeblinzel:


Offline paragraf

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Re: Widmannstättensche Figuren - Entstehung?
« Antwort #21 am: Juni 03, 2008, 01:36:11 vorm. »
Hallo Allende,

BOW! Kein Scherz: Meine Verehrung!

Das erinnert mich an meinen Orthopäden, dessen Motto es ist: "Bei mir wird nicht dilettantisch mit Spritzen übertüncht, hier wird eingerenkt und heile gemacht!"  :lacher:

Gruß
Bernd

Offline herbraab

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Re: Widmannstättensche Figuren - Entstehung?
« Antwort #22 am: Juni 03, 2008, 11:59:16 vorm. »
Alois Beck von Widmannstätten hatte zwar etwa gegen 1808 die später nach ihm benannte Widmannstättensche Struktur durch chemische Ätzbehandlung einer Meteoreisenplatte gefunden und typographisch (Probe mit Druckerschwärze bestrichen und dann unmittelbar selbst als Druckstock verwendet, siehe in Schreibers, C.V.: Beiträge zur Geschichte und Kenntnis meteorischer Stein- und Metallmassen, 1820) benutzt

Hallo Allende,

ich dachte, Widmanstätten hätte die Figuren zunächst beim Erhitzen von Eisenplättchen vom Hraschina-Eisen gefunden, und diese erst später auch durch Ätzung herausgearbeitet? Die original Plättchen mit den Anlauffarben kann man übrigens in der Schausammlung im NHM Wien sehen.

Grüße, Herbert
"Daß das Eisen vom Himmel gefallen sein soll, möge der der Naturgeschichte Unkundige glauben, [...] aber in unseren Zeiten wäre es unverzeihlich, solche Märchen auch nur wahrscheinlich zu finden." (Abbé Andreas Xaverius Stütz, 1794)

Offline Allende

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Re: Widmannstättensche Figuren - Entstehung?
« Antwort #23 am: Juni 04, 2008, 06:12:09 vorm. »
Hallo Herb

Deine Aussage ist richtig, Du bist gut informiert!  :super: A.v.Widmannstätten hat die nach Ihm benannten Figuren erstmalig an einem Stück Hraschina-Eisen durch einen Glühversuch durch die Anlauffarben sichtbar gemacht, aber bekannter sich seine frühen, wohl auch aus dem Jahr 1808 durchgeführten Ätzversuche geworden, die sich dann auch in dem von ihm geschriebenen Buch von 1820 wiederfinden. Das war ja auch die Frage oder Anmerkung von Kollege Paragraf, nach der ätztechnischen Sichtbarmachung der Struktur von der Eisenstruktur.

Strenggenommen hatte aber William Thomson aus England das Widmannstättensche Gefüge bereits im Jahre 1804 in einer Eisenpartie vom Krasnojarsk-Pallasiten entdeckt und von dort abgezeichnet. Referenz: Bibliothèque Britannique 27:135-154, 209-229, 1804). Eigentlich müssten die Widmannstättenschen Figuren zu Ehren von W. Thomson „Thomson’sche Figuren“ genannt werden.

Gruss, Allende

 

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