Mikro-Forum

Bibliothek => Aufnahmen => Gesteine & Kristalle => Thema gestartet von: Robert Weichsel am Februar 10, 2013, 12:14:16 Nachmittag

Titel: Gusseisen Gefügebilder ... mal was ganz anderes ?
Beitrag von: Robert Weichsel am Februar 10, 2013, 12:14:16 Nachmittag
Hallo liebe Mikrofreund

Hier mal was ganz anderes, es ist eher kein Rätsel?
Der eine oder andere wird es sofort ekennen! was das ist...oder?
Es geht um eine Bezeichnung dieser Materie, diese enthält für dieses relativ! viel Kohlenstoff
hat aber nichts mit Biologie oder organischer Chemie zu tun.

SW Aufnahme ( Farbe bringt nichts)
Auflicht Objektiv Epiplan HD 40/0,85
Bildgrösse ca. 220x170 um


[img]http://www.bilderload.com/archiv.html?seite=1&bild=287721&bild_name=j0Z069.jpg/img]

Robert
Titel: Re: mal was ganz anderes ?
Beitrag von: Robert Weichsel am Februar 10, 2013, 14:07:03 Nachmittag
mein Fehler Nachtrag:

(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures003/118164_27142596.jpg)

 Robert
Titel: Re: mal was ganz anderes ?
Beitrag von: olaf.med am Februar 10, 2013, 14:57:36 Nachmittag
Lieber Robert,

Cementit (Fe3C) in Stahl???

Jedenfalls sehr schöne Verwachsungen (und ich glaube das erste Rätsel in 3 Jahren, bei dem ich eine Chance auf eine richtige Lösung habe).

Herzlichen Dank und Gruß,

Olaf
Titel: Re: mal was ganz anderes ?
Beitrag von: Heiko am Februar 10, 2013, 15:01:28 Nachmittag
Hallo Robert,

hätte ich ohne Olafs Detailkenntnisse auch vermutet: vielleicht die Oberfläche einer Klinge.

Gruß, Heiko
Titel: Re: mal was ganz anderes ?
Beitrag von: Robert Weichsel am Februar 10, 2013, 18:41:56 Nachmittag
Hallo Olaf und Heiko
Hervorragend ich erkenne Ihr kennt euch in dieser Materie aus

Ihr liegt schon ganz richtig!
Hier handelt es sich um ein Phasengemisch dies besteht aus Austenit und ZEMENTIT
einem eutektischen Gemisch (2,06-6,67%C), benant nach einem Herren Ledebur
also Ledeburit, bei Raumtempemperatur zu einem grossen Teil Zementit Rest Perlit....

Heiko
bei diesem Teil handelte es sich um ein nicht bearbeitbares (zu hartes )
Gusseisenteil also um einen Materialfehler (Ausschuss).

Robert
Titel: Re: mal was ganz anderes ?
Beitrag von: olaf.med am Februar 10, 2013, 22:14:18 Nachmittag
Danke, Robert, für das Zeigen dieses tollen Gefüges! Ich bin sicher, dass hier von einigen Nutzern weitere werkstoffkundliche Beiträge evtl. sogar mit ausführlicher Beschreibung und Phasendiagrammen sehr geschätzt würden.

Ich hatte übrigens einen Wissensvorsprung und war mir meiner Sache gleich sehr sicher. Vor gefühlt Tausend Jahren habe ich eine Diplomarbeit am gediegen Eisen vom Bühl bei Kassel und Ovifak in Grönland angefertigt, die mir viel Freude bereitet hat. Das sind Eisenmassen, die durch einen natürlichen Hochofenprozess beim Durchschlagen von basaltischen Schmelzen durch Kohleflöze entstanden sind und in denen es sehr ähnliche Gefüge gibt. Wir Mineralogen nennen nur den Cementit (oder Zementit?) Cohenit, aber das ist lediglich eine nomenklatorische Frage.

Herzliche Grüße,

Olaf
Titel: Re: mal was ganz anderes ?
Beitrag von: Ulrich S am Februar 10, 2013, 22:47:38 Nachmittag
Hallo Olaf,
sehr interesantes Thema hattes Du da. Bei uns in der "Meteoriten-Fraktion" dienen Proben beider Fundorte immer als irdische Analoga zu den Mesosideriten bzw als Demo für Pseudometeoriten (Meteorwrongs).
Ist die Arbeit irgendwo zugänglich?
Grüße
Ulrich
Titel: Re: mal was ganz anderes ?
Beitrag von: olaf.med am Februar 10, 2013, 22:57:14 Nachmittag
Hallo Ulrich,

es gibt eine Publikation, die Daten dazu muß ich mal raussuchen, evtl. finde ich aber auch noch ein komplettes Exemplar der Arbeit. Da ich nicht mehr regelmäßig ins Institut gehe kann es ein paar Tage dauern. Wenn Du länger nichts von mir hörst erinnere mich bitte. Du weist schon, der Alzheimer....

Herzliche Grüße,

Olaf
Titel: Re: mal was ganz anderes ?
Beitrag von: moräne am Februar 11, 2013, 06:51:24 Vormittag
Hallo Robert
Da hat Olaf recht
Auch ich wäre an solchen Gefügebildern interessiert.
Noch mehr:
wo könnte man metallographisches Material erhalten?
Ich meine damit geätzte Anschliffe von Metallen
Grüße
Gerd
Titel: Re: mal was ganz anderes ?
Beitrag von: wilfried48 am Februar 11, 2013, 12:27:18 Nachmittag
Hallo Robert,

auch ich wäre an solchen Bildern weiterhin sehr interessiert.
Gerne auch weniger als Rätsel sondern mit  der Beschreibung, wie man so etwas präpariert, mikroskopiert
und was man in den Bildern genau sieht.

Ich stelle mir das analog zu den Pflanzenschnipplern vor, deren Erklärungen (siehe  z.B. die sehr schönen Darstellungen von Fahrenheit, Koch etc.)
man auch als biologischer Laie in etwa nachvollziehen kann.

Also so zu Einstieg etwa auf dem Niveau von "Metallkunde für Dummies". Vielleicht bildet sich ja dann mit der Zeit eine kleine Fangemeinde ?

viele Grüsse
Wilfried

Titel: Re: mal was ganz anderes ?
Beitrag von: the_playstation am Februar 11, 2013, 18:20:04 Nachmittag
Hat schon mal Jemand Aufnahmen von Widmanstätten-Strukturen gemacht?
Titel: Re: mal was ganz anderes ?
Beitrag von: Robert Weichsel am Februar 11, 2013, 21:57:12 Nachmittag
Hallo Mikrofreunde
offensichtlich besteht ja Interesse an der Metallographie, freut mich natürlich (aber)
leider verfüge ich nur über eine geringe Anzahl metallographischer Schliffe und
diese sind (altersbedingt) leider nur noch bedingt für eine Präsentation geeignet.
Zur Zeit hab ich leider auch keine Möglichkeit diese entsprechend zu bearbeiten!

Ich zeige hier noch eine ältere Aufnahme von einem Gussmaterial
Bez. EN-GJV  ein Material mit hohen Festigkeitswerten... (im Vergleich zu EN-GJL)

Das Grundgefüge hier ca. 70% Ferrit und 30% Perlit.
Der Graphitanteil teilt sich in eine Anteil von ca. 30% Sphärolite
und 70% Vermicurgraphit (das sind keine Lamellen )

(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures003/118379_27515239.jpg)


Gruß Robert
Titel: Re: mal was ganz anderes ?
Beitrag von: olaf.med am Februar 11, 2013, 22:52:55 Nachmittag
Lieber Robert,

herzlichen Dank für das neue Bild. Ich beginne mal mit einer Interpretation (bzw. Beschreibung), damit auch die weniger Auflichterfahrenen etwas nachvollziehen können. Du berichtigst und ergänzt, so können wir uns die Bälle zuspielen.

1. Ferrit hat das höchste Reflektionsvermögen und ist in Deinem Bild chremefarben und unstrukturiert.

2. Perlit (eine orientierte Verwachsung von Eisen und Zementit, Fe3C) ist schmutzigbraun und das Gefüge zwischen Kohlenstoff-reichen und Kohlenstoff-armen Bereichen ist in dieser Vergrößerung nicht auflösbar.

3. Graphit ist dunkelgrau, es gibt zwei verschiedene Varietäten: a) Kugeln (Sphärolithe) b) Würmer (Vermicurgraphit). Hier wäre eine polarisationsoptische Aufnahme sicher ganz schön, weil man dann die Unterschiede der Orientierung der Kristalle in den Sphärolithe und den Würmern besonders gut sehen würde.

Interessant ist vor allem, dass es um den Graphit herum ausschließlich Ferrit gibt und nie ein Kontakt zum Perlit zu sehen ist. Die Graphite ziehen also, wie ein Staubsauger, den Kohlenstoff (durch Diffusion?) an.

Warum ist dieses Gefüge besonders fest???

Ist das so etwa richtig?

Ach ja, nur noch eine Bemerkung an die Fraktion der Nicht-Festkörper-Mikroskopiker: Solche Bilder mögen zunächst viel weniger spektakulär sein als die von den wunderschönen Einzellern, die Frank, Heike oder Päule etc. etc. zeigen, aber sie sind für das Verständnis der Festkörpereigenschaften äußerst wichtig. Sie haben also eine große technische Bedeutung.


Ist ja gut, der Oberlehrer ist wieder still..... ;D

Trotzdem herzliche Grüße,

Olaf
Titel: Re: mal was ganz anderes ?
Beitrag von: Hugo Halfmann am Februar 11, 2013, 23:01:26 Nachmittag
Herr Oberlehrer,

bitte nicht stille sein, sondern weitermachen ! Ich finde das - trotz annähernd Nullahnung - hochinteressant.

Wie werden solche Anschliffe hergestellt?
Titel: Re: mal was ganz anderes ?
Beitrag von: Robert Weichsel am Februar 12, 2013, 12:56:50 Nachmittag
Herstellung von metallographischen Präparaten (Schliffen)                     12.02.13
von Gusseisen und Stahl                     
Kurzanleitung                  
Um metallographische Untersuchungen durchzuführen                     
                     
1.    Metallprobe aus dem zu untersuchenden Materialstück heraustrennen                  
   Dies wird am besten mit einer Säge oder Trennscheibe durchgeführt.                  
   Um thermische Gefügeveränderungen zu vermeiden muss                  
   dies unter Wasserkühlung durchgeführt werden.                  
   Die Probenoberfläche sollten nicht zu gross ausfallen                  
   am besten nicht grösse 2x2 cm und nicht höher 2cm                  
                     
2.   Diese Oberfläche wird mit SiC od. Korund Schleifpapier grober Körnung ca.120er                  
   vorgeschliffen .                  
                     
3.   Schleifen:                  
   Weiter geht's nass mit SiC Schleifpapier                   
   mit den Körnungen:                    
   ( nur eine Richtreihe!)      240            
         320            
         600            
         800            
         1200            
   dazwischen immer gut abspülen!                  
   man schleift immer quer zur vorherigen Schleifrichtung                  
                     
4.   Polieren:                  
   am besten mit einer Diamantsuspension 3um unter Zugabe von einem                  
   Schmiermittel (vermutlich handelt es sich dabei um ein  Glykol??)                  
   man kann natürlich mit noch feinere Diamatsuspensionen weiterpolieren!                  
   Nach dem polieren ist diese Oberfläch sofort abzuspülen und zu trocknen                  
   (am besten mit Propanol spülen und mit einem Föhn trocknen)                  
                     
   eine Preisgünstigere Variante ist das polieren mit Al2O3 ....                  
                     
   Zur mikroskopischen Beurteilung der Graphitausbildung bei Gusseisen GJL, GJS, und GJV                  
   kann sollte diese Probe vor dem anätzen untersucht werden.                  
                     
5.   Anätzen:                  
   Anätzen der Oberfläche von Gusseisen zur Sichtbarmachung des Perlit und Ferrit                  
   in den meisten Fällen arbeitet man mit einer ca. 2-3%igen alkoholischen Salpetersäure.                  
   oder einer 1-2%igen alkoholischen Pikrinsäure.            (Vorsicht: mit Schutzbrille arbeiten)      
                     
   Für das anätzen taucht man die Probe zum Beispiel in einer Petrieschale für weinge sec.                  
   (ca. 3-10 sec.) in diese Lösung für perlitisches Gefüge etwas kürzer, das muss man testen!                  
                     
   danach wird diese Probe mit Wasser und Alkohol abgespült und mit dem Föhn getrocknet.                  
                     
6.    Mikroskopieren: Im Auflicht!                  
   In den meisten Fällen wird eine 100fache Vergrösserung 10er Objektiv 10er Okular zur                  
   Betrachtung verwendet, die Struktur von feinperlitischem Gefüge ist erst bei stärkerer Vergrösserung                  
   erkennbar!   einfach testen.                  
   P.S.                  
   zu den Punkten 2-4 werden meist rotierende Schleif-poliergeräte eingesetzt!                  
   ( von Hand geht das Auch aber!!...)                  
                     
                     
   Gruss                   
   Robert                  
Titel: Re: mal was ganz anderes ?
Beitrag von: Robert Weichsel am Februar 12, 2013, 14:56:19 Nachmittag
Hallo Olaf vielen Dank für Deine Beschreibungen

ich hab hier noch eine Aufnahme zu Deinem Punkt 2. Perlit
bei dieser Vergrösserung (40x Ojektiv?) ist diese Struktur des Perlit
gut zu erkennen
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures003/118431_38373959.jpg)
Robert
Titel: Re: mal was ganz anderes ?
Beitrag von: Robert Weichsel am Februar 12, 2013, 15:01:37 Nachmittag
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/118433_35059110.jpg)

Robert
Titel: Re: mal was ganz anderes ?
Beitrag von: Alfred Schaller am Februar 12, 2013, 17:06:47 Nachmittag
Hallo Metallographie-Interessenten:
Nach den Bildern mit metastabil (weiß) erstarrtem Gusseisen und dann dem Bild mit Anteilen von Kugelgraphit und Vermiculargraphit (stabile und metastabile Erstarrung) jetzt noch das älteste Gusseisen - mit Lamellengraphit (als schwarz-weiß Bild)
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures003/118451_66350812.jpg)
Lamellengraphit in perlitischer Matrix mit geringen Ferritanteilen
Viele Grüße
Alfred Schaller
Titel: Re: mal was ganz anderes ?
Beitrag von: wilfried48 am Februar 12, 2013, 22:24:17 Nachmittag
                  
   Zur mikroskopischen Beurteilung der Graphitausbildung bei Gusseisen GJL, GJS, und GJV                  
   kann sollte diese Probe vor dem anätzen untersucht werden.                  
                     
         

Hallo Robert,

du erwähntest weiter oben auch Unterschiede in der Festigkeit zwischen den verschiedenen Gusseisen, kann man das auch aus dem Mikrogefüge erklären ?

Könntest du da verschiedene Bilder einstellen.

Ich finde das Ganze sehr spannend, daher bitte jetzt nicht aufhören. :)

viele Grüsse
Wilfried
Titel: Re: mal was ganz anderes ?
Beitrag von: Robert Weichsel am Februar 13, 2013, 13:21:01 Nachmittag
Hallo Wilfried                           
                           
Zum Mikrogefüge und zu den Kennwerten wie Festigkeiten                           
Es gibt allerdings noch weitere Kennwerte ( z.B E-Modul, Bruchdehnung, Härte HB usw.)                           
                           
GUSSEISEN                           
Grundsätzliche Unterschiede zwischen den Gusseisenarten liegen in den Graphitformen!                           
aus diesen Graphitformen leiten sich auch diese Gusseisenbezeichnungen wie GJL, GJS und GJV ab.                           
Ich erläutere hier Gusseisen mit ferritsch, ferritisch-perlitisch und perlitischem Grundgefüge.                           
Eine grobe Übersicht!                           
                           
all diese Ausbildungen Graphitform und das Grundgefüge sind mikroskopisch auswertbar.                           
                           
1. Gusseisen mit Lamellengraphit EN-GJL-200 bis-GJL300, erreichbare Zugfestigkeiten liegen zwischen 200 - 400 N/mm2                           
diese Festigkeitswerte sind abhängig von den Graphitlamellen (Grösse, Form, Anordnung usw.)  dies gilt für perlitisches Grundgefüge                            
                           
2. Gusseisen mit Kugelgraphit (Sphärolite) EN-GJS-400 bis GJS-700 erreichbare Zugfestigkeiten von 400 ->700 N/mm2                           
diese Festigkeitswerte überwiegend abhängig vom Grundgefüge also dem Ferrit-Perlitanteil.                     (      
                           
3. Gusseisen mit Vermiculargrapit ( Wurmform) z.B EN-GJV-300 mit Zugfestigkeiten von 300-380N/mm2                           
diese Festigkeitswerte sind vom ferritische-perlitischen und der Graphitausbildungs also dem Anteil und der Verteilung                           
von Vermiculargraphit und den Sphäroliten abhängig. (Wichtig: kein Lamellengraphit)                           
                           
Diese Festigkeitswerte beziehen sich mitgegossene Probestäbe mt definierten Abmessungen !                           
                           
Herr Schaller vielen Dank für Deine Aufnahme                           
Zum obigen Bild von  Herr Schaller                           
Hier handelt es um diesen klassischen Grauguss mit Lamellengraphit.                           
Bei dieser sehr starken Vergrösserung sind zwischen den grossen schwarzen Graphitlamellen auch diese                           
feinen Peritlamellen sowie vereinzelt etwas hellgrau Mangansulfid zu sehen.                           
                           
                           
Robert                           
Titel: Re: mal was ganz anderes ?
Beitrag von: wilfried48 am Februar 13, 2013, 14:01:34 Nachmittag
Hallo Robert,

vielen Dank, ich denke so "der Spur nach" habe ich das als Physiker begriffen.

Ich war vor mitlerweile fast 30 Jahren mal ein Jahr lang bei der Staatlichen Materialprüfungsanstalt Stuttgart im Bereich der Elektronenmikroskope beschäftigt.

Da gab es auch eine benachbarte Metallografieabteilung wo täglich sehr viele Schliffe hergestellt und lichtmikroskopisch untersucht wurden, daher ist es mir nicht ganz so fremd.

viele Grüsse
Wilfried

 
Titel: Re: mal was ganz anderes ?
Beitrag von: Alfred Schaller am Februar 13, 2013, 19:45:40 Nachmittag
Zu diesem Thema könnte man noch vieles ausführen. Kurz ergänzend zum Zusammenhang Struktur (Gefüge) und Eigenschaften:
Im GGL (heute GJL) wirken die Graphitlamellen wie Risse: Dieser billigste Eisenwerkstoff ist daher kaum auf Zug, aber stark auf Druck beanspruchbar. Daher macht man daraus nicht nur Abwasserrohre sondern auch die Gestelle der schicken alten Singer-Nähmaschinen.
GGG (globularer Graphit): Hier bilden die Graphitkugeln effektive Hindernisse für die Bewegung der Versetzungen (sehr schön im TEM zu sehen) bei plastischer Verformung, d.h. hohe Festigkeit.
Aus Grauguss GGG und GGV (GJS und GJV - das J steht hier für"Iron") werden hochfeste Teile hergestelt, z.B für Windräder oder im Automobilbau.
Häufig wird GJS auch wärmebehandelt - seit einigen Jahren spielt das so genannte ADI = austempered ductile iron eine große Rolle in der Autoindustrie.
Anbei noch 2 Bilder:
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures003/118627_26502827.jpg)
GJS: Graphit in ferritischer Matrix, Hellfeld
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures003/118627_12874086.jpg)
GJS, dito, polarisiertes Licht
Viele Grüße
Alfred
Titel: Re: mal was ganz anderes ?
Beitrag von: Robert Weichsel am Februar 13, 2013, 22:24:54 Nachmittag
Hallo Alfred                         
Bin begeistert von Deinen Aufnahme.                        
Es handelt sich um qualitativ sehr gute Schliff und Aufnahmen, besonders gefällt mir das mit polarisiertem Licht,                        
bei diesen Sphäroliten ist deutlich der Wachtumsverlauf aus dem Keim zu erkennen sehr gut.                        
Da es sich um ein rein ferritisches Gefüge handelt sind auch sehr gut diese Korngrenzen zu sehen!                         
Das Gefügebild entspricht dem GGG 40 (EN-GJS-400)                        
                        
wenn möglich?  noch ein oder zwei GGG mit perlitischem Gefüge                        
                        
                        
metallische Grüsse      Robert                  
Titel: Re: mal was ganz anderes ?
Beitrag von: Klaus Herrmann am Februar 13, 2013, 22:32:40 Nachmittag
Hallo Robert,

da hast du ein wirklich spannendes Fass aufgemacht, dem man kräftige Ausbreitung wünschen möchte.
Ich habe eine ganze Reihe Schliffe aus der Metallografie in meiner Abteilung. Die Schliffe mussten 2 Jahre archiviert werden und wurden dann entsorgt. Pro Jahr ein paar hundert. Leider sind die nach nun 10 Jahren nicht mehr taufrisch und nur noch eingeschränkt zeigbar. Müssten frisch poliert und geäzt werden.
Eine kleine Bitte hätt ich noch. Dein Titel ist sehr schön gewählt um Neugierde zu wecken, aber völlig ungeeignet um später mal was zu finden.
Bitte ändere ihn so, dass man den Inhalt im Titel erkennt!
Titel: Re: Gusseisen Gefügebilder ... mal was ganz anderes ?
Beitrag von: Robert Weichsel am Februar 13, 2013, 23:41:30 Nachmittag
Hallo Klaus
Du hast recht der Titel ist für dieses Thema Gusseisen ungeeignet,
Ich hab den Titel etwas geändert!

Das mit diesen Sammlungen an Schliffen (Rückstellmuster) kenn ich ...

Gruss Robert

Titel: Re: Gusseisen Gefügebilder ... mal was ganz anderes ?
Beitrag von: moräne am Februar 14, 2013, 07:12:57 Vormittag
Hallo
Ich habe auch noch was zum Thema, ein paar Seiten Seiten Metallkunde von Ledebur:

(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures007/118686_26065365.jpg)
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures007/118686_62047006.jpg)
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures007/118686_60899290.jpg)



(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures007/118686_13842929.jpg)
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures007/118686_30689205.jpg)
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures007/118686_50297887.jpg)



Grüße
Gerd
Titel: Re: Gusseisen Gefügebilder ... mal was ganz anderes ?
Beitrag von: Rawfoto am Februar 14, 2013, 20:35:17 Nachmittag
Guten Abend

Fuehle mich voll in Materialkunge zurueckversetzt, mit einem Unterschied, jetzt intressiert mich das Thema!

Ich finde es toll auch Randthemen in der Hobymikroskopie zu sehen und ich wuerde mich freuen mehr davon zu sehen zu bekommen ...

Liebe Gruesse

Gerhard