Gefüge der Gusseisenlegierungen Structure of Cast Iron Alloys

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1 Stephan Hasse Gefüge der Gusseisenlegierungen Structure of Cast Iron Alloys SCHIELE&SCHÜN

2 Inhalt Einleitung 11 Ziele der metallographische Untersuchungen der Gusslegierungen 11 Generelles zur Probenahme 14 Schliffherstellung 16 Ätzmittelzusammenstellung 19 Interpretation 21 Dokumentation Rasterelektronenmikroskopie und Elektronenstrahlmikroanalyse Die Elektronenmikroskopie in der Materialforschung Grundlagen der Rasterelektronenmikroskopie und Mikrobereichsanalytik 24 Aufbau eines Rasterelektronenmikroskops 24 Vakuumsystem eines Rasterelektronenmikroskops 27 Wechselwirkung zwischen Elektronen und Materie 28 Elektronenstrahlmikroanalyse (EDX/WDX) 33 Mikrostrukturanalyse mittels OlM Orientation Imaging (OlM) bzw. EBSD (Electron Backscatter Diffraction) Probenvorbereitung - Präparation Lichtmikroskop (limo - Infinite Focus Microscope (IFM) 40 3D-Rekonstruktion von Oberflächen im REM 41 ZEISS DSM 982 Gemini 42 ZEISS Ultra FEI Quanta 200 ESEM und FEI Quanta 600 FEG-ESEM 44 FEI Nova Nanolab 200 Dual Beam FIB/FEGSEM 49 Atomic Force Microscope (AFM) 50 Referenzen 51 Weiterführende Literatur 52 Das Gusseisen 55 Gusseisen mit Kugelgraphit 63 Normung Herstellung 64 Auswahl der Einsatzstoffe 64 Verfahrensschritte 65 Allgemeiner Gefügeaufbau 68 Graphit 70 Metallische Grundmasse 78 Erstarrungsgefüge 82 Impfen ", Einfluss auf die Graphitausbildung Einfluss auf das Grundgefüge 90 Unlegiertes Gusseisen mit Kugelgraphit Ferrit 93 Perlit 93 Carbide 101 Niedriglegiertes Gusseisen mit Kugelgraphit 104 Graphit 108 Ferrit 109

3 Inhalt Perlit Carbide Sondergusseisen Ausferritisches Gusseisen mit Kugelgraphit Normung Herstellung Allgemeiner Gefügeaufbau Austen it Ferrit, Martensit, Carbide, Perlit Austenitisches Gusseisen mit Kugelgraphit Normung Herstellung Allgemeiner Gefügeaufbau Graphit Austenit Carbide Gefügestabilität Gefügebesonderheiten Randgraphitentartung Graphitflotation Chunky-Graphit Graphitentartung Entkohlte Randzone Dross Seigerungen Phosphideutektikum Umgekehrte Weißeinstrahlung Gusseisen mit Vermiculargraphit Normung Herstellung Allgemeiner Gefügeaufbau Graphit Grundgefüge Anhang 197 Kugelzahlen bei 100facherVergrößerung 199 Elementeverteilung 201 Beispiel EDX-Elementeverteilungsbilder Register 209

4 Content Introduetion. Objeet of metallographie examination of casting alloys. Sampling in general. Preparation of metallographie sampies. Etehant composition. Interpretation. Doeumentation. Seanning eleetron microseopy and eleetronic (beam) microseopy. Electron microscopy in materials research. Fundamentals of scanning electron microscopy and micro-analysis. Structure of a scanning electron microscope. Vacuum system of a scanning electron microscope. Interaction between electrons and material. Electron beam microanalysis (EDXS/WDXS). Microstructure analysis using OlM. Orientation Imaging (OlM) and EBSD (Electron Backscatter Diffraction). Sampie preparation. Light microscope (limo - Infinite Focus Microscope (IFM). 3D reconstruction of surfaces using SEM. ZEISS DSM 982 Gemini. ZEISS Ultra 55. FEI Quanta 200 ESEM and FEI Quanta 600 FEG-ESEM. FEI Nova Nanolab 200 Dual Beam FIB/FEGSEM. Atomic Force Microscope (AFM). References. Literature. Cast Iron. Duetile Iron. Standardisation. Production. Selection of the charge materials. Procedure Stepps. Structure characteristics. Graphite. Metallic Matrix. Solidifieation structure. Inoculation. Influence on the graphite formation. Influence on the matrix. Unalloyed ductile iron. Ferrite

5 Content Pearlite Carbides Low-alloyed ductile iran Graphite Ferrite Pearlite Carbides Special Alloyed Ductile Iran ADI- Austempered ductile iran or bainitic ductile iran Standardisation Production Structure in general Austen ite Ferrite, Pearlite, Martensite, Carbides. 5 Austenitic ductile iran Standardisation Production Structure Characteristics Graphite Austenite Carbides Structural stability Structural anomalies Marginal degeneration ofgraphite Graphite flotation Chunkygraphite Degeneration of graphite Marginal decarburisation Dross Segregations Phosphide eutectic Inverse solidification of cast iran resulting in white structure (inverse chili) Compacted/vermicular graphite cast iron Standardisation Production Structure in general Graphite Basic structure Appendix 197 Number of Nodulus, magnification 100:1 199 Elemental Mapping 201 Example EDXS-Elemental-Mappings Index