Umwandlungspunkte

Allgemein

Änderungen des Gefügeaufbaus eines Metalls oder Legierung während der Abkühlung oder der Erwärmung sind mit Änderungen der physikalischen Eigenschaften verbunden. Die Änderungen treten an definierten Punkten, die von der Temperatur und der chemischen Zusammensetzung bestimmt werden, auf. Umwandlungspunkte zeigen sich durch Unstetigkeiten in den Abkühlungskurven.

Für Eisen und Eisenlegierungen nach dem Eisen-Kohlenstoff-Zustandsdiagramm werden Umwandlungspunkte mit dem Buchstaben A und ergänzender Indices gekennzeichnet (Bild  1). Die Bezeichnung A wurde vom französischen arrêt (Haltepunkt) übernommen. Da sich die Haltepunkte beim Abkühlen von jenen beim Erwärmen infolge Hysterese unterscheiden, werden sie mitunter auch als Ar1, Ar2 usw. bezeichnet, wenn sie bei der Abkühlung ermittelt werden. Bei Erwärmung wird dagegen der Index c verwendet (Acl, Ac2 usw.). Diese Indices kommen ebenfalls aus dem Französischen und bedeuten: r = refroidissement (Abkühlung), c = chauffage (Erwärmung, Erhitzung).

Es bedeuten:

A0Umwandlung des Zementits vom magnetischen in den unmagnetischen Zustand (210 °C).
A1Eutektoide Umwandlung des Austenits (γ-Mischkristalls) in Perlit (723 °C).
A2Umwandlung des unmagnetischen β-Eisens beziehungsweise des Mischkristalls bei 760 °C beziehungsweise 769 °C in das magnetische α-Eisen beziehungsweise in den Mischkristall (Ferrit).
A3Umwandlung des γ-Eisens beziehungsweise γ- Mischkristalls (Austenit) in β-Eisen beziehungsweise in den Mischkristall. Letzterer tritt nur bis etwa 0,5 % C auf. Bei höheren C-Gehalten geht der Austenit bei der Abkühlung sofort in den α- Mischkristall (Ferrit) über, das heißt die A3 und Umwandlungen fallen zusammen.
A4Umwandlung des δ-Eisens beziehungsweise δ- Mischkristalls in γ-Eisen beziehungsweise in den γ- Mischkristall (Austenit).


Es sind auch zweistellige Indices gebräuchlich, wenn eine Phasenumwandlung nicht wie im binären Fe-C-Diagramm (Bild 1), sondern in einem Temperaturintervall abläuft (Bild  2). Diese Aufspaltung, zum Beispiel der eutektoiden Umwandlungstemperatur A1 in eine untere (A1.1) und eine obere (A1.2) eutektoide Temperatur, beruht auf dem Einfluss von Legierungselementen, wie Bild  2 am Beispiel eines Temperatur-Konzentrations-Schnittes im ternären System Fe-C-Si zeigt. Hier erhöht Silizium die eutektoide Temperatur im stabilen System von A1 auf A1.2, wobei zugleich der ternäre Dreiphasenbereich zwischen A1.1 und A1.2 aufgeweitet wird.
 

Zum Thema