Ferrit und Austenit Volumenveränderung

Technik Mechanik & Konstruktion
#1

Hallo,

die Frage bezieht sich auf den Schmelzvorgang von Eisen. Bei der Erwärmung bis 911°C handelt es sich um alpha-Ferrit, dann geht es über in gamma-Austenit und bei 1392°C geht es wieder über in delta-Ferrit, bis es dann bei 1536°C schmilzt.

Dabei wechselt es vom kubisch-raum-zentrierten in kubisch-flächen-zentriert und springt beim Übergang vom Austenit zum Ferrit wieder ins krz.

Meine Frage lautet jetzt: Wieso nimmt das Volumen zwischen 911°C und 1392°C (also genau während der Austenit-Phase) ab, wenn Austenit eine Kantenlänge von 3,6 Å und Ferrit nur eine Kantenlänge von 2,9 Å besitzt?

Meine Erklärung wäre: Da Austenit mehr Gitterpunkte als Ferrit besitzt, besitzt es mehr Masse - dadurch ist es zwar auch größer, aber 1 Austenit ist dann meinetwegen immernoch kleiner als 2 Ferrit bei gleicher Masse…

Es tut mir Leid, falls es irgendwie alles etwas abstrakt klingt, aber da ich leider noch nicht wirklich in die Materie von Baustofflehre eingestiegen bin, ist es für mich alles auch noch etwas abstrakt :smile:

Vielen Dank schonmal im Voraus und ein schönes Wochenende

#2

Hallo,

eine kurze Antwort habe ich leider nicht. Ggf. rührt Deine Frage aus einem Fe-C-Schaubild her. Für 0% Kohlenstoffgehalt sind die meisten Abbildung nicht genau. Mit reinem Eisen habe ich mich praktisch nicht beschäftigt. Beim Stahl wird Austenit durch die Legierungsbestandteile (z.B. Kohlenstoff u.a.) stabilisiert. Ich meine das Austenit sogar nur unter Mitwirkung von Fremdatomen zustande kommt.

Sicher ist:
Ferrit mit krz-Gitter hat pro Zelle in Summe 2 Kerne (1 Innen + 8 mal 1/8 an den Ecken), Austenit mit kfz-Gitter hat 4 Kerne (6 *1/2 pro Seitenfläche + 8 mal 1/8 an den Ecken) pro Zelle, auch Formaleinheiten genannt.

Betrachte ich also abstrakt 4 Kerne Eisen:
Das gibt zwei Zellen Ferrit mit dem Volumen 286,6 pm*286,6 pm*573,2 pm = 47082395,792 pm³
oder bei höherer Temperatur eine Zelle Austenit mit 364,7^3 pm³ = 48507321,023 pm³

Differenz 1424925,231 pm³

In einigen Phasendiagrammen, die ich zur Hand habe, sieht es so aus als gäbe es in reinem Eisen keinen Austenit (=Mischkristall).

Vielleicht ist das ja die Lösung.

Guten Abend von Rhein und Ruhr

#3

Hey,

danke für die rasche Antwort! So richtig durchblickt habe ich es zwar noch nicht, aber eine Ahnung und ungefähre Vorstellung schon… Vielleicht reicht das ja erstmal aus und das volle Verständnis kommt noch. Vielen Dank für deine Hilfe.

Liebe Grüße