Inhalt

1 Die Schliffherstellung 1
1.1 Begriffe: Schliff, Gefüge 1
1.2 Ablauf 1
1.3 Die Schliffpräparation 2
1.3.1 Probennahme und Kennzeichnung 3
1.3.2 Einbetten 5
1.3.2.1 Allgemeines Vorgehen 5
1.3.2.2 Kalteinbetten 7
1.3.2.3 Warmeinbetten 8
1.3.3 Schleifen der ausgewählten Schlifffläche 8
1.3.4 Polieren der geschliffenen Oberfläche 11
1.3.4.1 Maschinelles Polieren 13
1.3.4.2 Elektrolytisches Polieren 16
1.3.4.3 Vibrationspolieren 18
1.3.5 Anwendung polierter Schliffe 19
1.3.5.1 Schliffbilder ungeätzter Metallproben 20
1.3.6 Ätzen polierter Schliffe 21
1.3.7 Gefügeentwicklung 23
1.4 Praktische Übungen 26
1.5 Praktische Tipps für die Schliffherstellung 26
1.6 Fehler und Probleme 28

2 Makroskopische Untersuchung 30
2.1 Anwendungsbereich 30
2.1.1 Einteilung makroskopischer Verfahren 31
2.1.2 Flachätzverfahren 31
2.1.2.1 Ätzung nach Fry 32
2.1.2.2 Das Heyn’sche Verfahren 33
2.1.2.3 Das Oberhoffer-Verfahren 35
2.1.2.4 Makroätzung mit alkoholischer Salpetersäure 36
2.1.2.5 Makroätzung nach Adler 38
2.1.2.6 Makroätzung von Aluminium 39
2.1.2.7 Makroätzung von Nickellegierungen 41
2.1.3 Tiefätzverfahren 42
2.1.4 Abdruckverfahren 43
2.1.5 Praktische Übungen 45
2.2 Weitere Ätzverfahren 46
2.3 Praktische Tipps für makroskopische Untersuchungen 46
2.4 Fehler und Probleme bei makroskopischen Untersuchungen 49

3 Gefüge unlegierter Eisen-Kohlenstoff-Werkstoffe 50
3.1 Der Kohlenstoff als Zementit; Gefüge des metastabilen Fe-C-Systems 50
3.1.1 Gefüge des metastabilen Systems im Stahlbereich 53
3.1.1.1 Gefüge untereutektoider Stähle 54
3.1.1.1.1 Grobkorngefüge und nadeliges Umwandlungsgefüge 58
3.1.1.1.2 Entartetes Gefüge 60
3.1.1.1.3 Gefügezeiligkeit 60
3.1.1.2 Gefüge eutektoider Stähle 62
3.1.1.3 Gefüge übereutektoider Stähle 66
3.1.2 Praktische Tipps für die Präparation von ferritisch-perlitischem Stahl 70
3.1.3 Fehler und Probleme bei der Gefügeinterpretation 71
3.2 Gefüge des metastabilen Systems im Gusseisenbereich 71
3.2.1 Gefüge von untereutektischem weißem Gusseisen 72
3.2.2 Gefüge von eutektischem weißem Gusseisen 75
3.2.3 Gefüge von übereutektischem weißem Gusseisen 76
3.3 Der Kohlenstoff als Graphit; Gefüge des stabilen Fe-C-­Systems 78
3.3.1 Die häufigsten Formen des Graphits 80
3.3.1.1 Die Lamellenform 80
3.3.1.2 Die Kugelform 84
3.3.1.3 Gusseisen mit Vermiculargraphit 87
3.3.1.4 Die Flockenform 89
3.3.2 Hartguss – Schalenhartguss und meliertes Gusseisen 91
3.4 Praktische Tipps für die Präparation von Gusseisen 92
3.5 Fehler und Probleme bei der Gefügeinterpretation 93
3.6 Der im Eisengitter gelöste Kohlenstoff – Umwandlungsgefüge des Stahls 94
3.6.1 Zerfall des unterkühlten Austenits 95
3.6.1.1 Das Härtegefüge 95
3.6.1.2 Das Zwischenstufengefüge (Bainit) 102
3.6.1.3 Die Perlitbildung 105
3.6.2 Anlassgefüge 105
3.6.2.1 Gefüge nach niedrigem Anlassen (1. Anlassstufe) 106
3.6.2.2 Gefüge nach mittlerem Anlassen (2. und 3. Anlassstufe) 106
3.6.2.3 Gefüge eines hoch angelassenen Stahls (4. Anlassstufe) 108
3.7 Praktische Tipps für die Präparation und Gefügeinterpretation von Stählen mit Härtungsgefügen 110
3.8 Gefüge von Stählen mit mehrphasigem Gefüge 111
3.9 Praktische Übungen 114

4 Gefüge ausgewählter Nichteisenmetalle 118
4.1 Kupferlegierungen 119
4.1.1 Cu-Sn-Legierungen, Zinnbronzen 122
4.1.1.1 Cu-Sn-Knetlegierungen 122
4.1.1.2 Cu-Sn-Gusslegierungen 127
4.1.1.3 Cu-Sn-Sinterlegierungen (Sinterbronzen) 129
4.1.2 Mehrstoff-Bronzen 130
4.1.2.1 Mehrstoff-Knetbronzen 130
4.1.2.2 Mehrstoff-Gussbronzen 131
4.1.3 Speziallegierungen 134
4.1.3.1 Kupfer-Aluminiumlegierungen (Aluminiumbronzen) 134
4.1.3.1.1 Erstarrungsgefüge von Kupfer-Aluminiumlegierungen (Aluminiumbronzen) 135
4.1.3.1.2 Gefügeveränderungen von Aluminiumbronzen beim Abkühlen im festen Zustand 136
4.1.3.2 Kupfer-Beryllium-Legierungen (Berylliumbronzen) 141
4.1.3.3 Kupfer-Chrom-Legierungen 144
4.1.3.4 Kupfer-Blei-Legierungen (Bleibronzen) 145
4.1.4 Cu-Zn-Legierungen (Messing) 146
4.1.4.1 Cu-Zn-Knetlegierungen 148
4.1.4.1.1 Einphasige Cu-Zn-Knetlegierungen 148
4.1.4.1.2 Zweiphasige Cu-Zn-Knetlegierungen 150
4.1.4.2 Cu-Zn-Gusslegierungen 155
4.1.5 Kupfer-Nickel-Legierungen 156
4.2 Praktische Tipps für die Präparation und Gefügeinterpretation von Kupferlegierungen 158
4.3 Fehler und Probleme bei der Gefügeinterpretation 161
4.4 Aluminiumlegierungen 161
4.4.1 Al-Knetlegierungen 162
4.4.1.1 Nicht aushärtbare Al-Knetlegierungen 162
4.4.1.2 Aushärtbare Al-Knetlegierungen 164
4.4.2 Typische Al-Gusslegierungen 168
4.4.3 Al-Sinterlegierungen 174
4.5 Praktische Tipps für die Präparation und Gefügeinterpretation von Aluminiumlegierungen 175
4.6 Fehler und Probleme bei der Gefügeinterpretation 177
4.7 Titanlegierungen 177
4.7.1 Einphasige α-Legierungen 178
4.7.2 Einphasige β-Legierungen 179
4.7.3 Zweiphasige (α+β)-Legierungen 179
4.8 Praktische Tipps für die Präparation und Gefügeinterpretation von Titanlegierungen 183
4.9 Fehler und Probleme bei der Gefügeinterpretation 185
4.10 Nickellegierungen 185
4.10.1 Superlegierungen 188
4.10.2 Phasen in Ni-Fe-Cr-Knetlegierungen 188
4.10.2.1 Mischkristallhärtende Legierungen 192
4.10.2.2 γ′ aushärtende Legierungen 194
4.10.3 Gusslegierungen 198
4.11 Praktische Tipps für die Präparation und Gefügeinterpretation von Nickellegierungen 200
4.12 Fehler und Probleme bei der Gefügeinterpretation 201
4.13 Praktische Übungen zu Kapitel 4 201

5 Gefüge von Schweißverbindungen 205
5.1 Schweißverbindungen aus Stahl 205
5.1.1 Metallographische Präparation 205
5.2 Schweißverbindungen aus Nichteisenmetallen 212
5.2.1 Bewertung von Schweißverbindungen 214
5.3 Besondere Schweißverfahren 214
5.3.1 Widerstandpressschweißen 214
5.3.2 Rührreibschweißen 216
5.4 Praktische Tipps für die Präparation und Gefügeinterpretation von Schweißverbindungen 217
5.5 Praktische Übungen 217

6 Gefüge von additiv gefertigten Werkstoffen 219

7 Literatur 224

8 Index 225