Unterkühlung

Metallurgie

Bei der Phasenumwandlung während der Abkühlung von Metallschmelzen entstehender Effekt, dass unterhalb der Solidustemperatur noch flüsiges Metall vorhanden ist. Unterkühlungserscheinungen können bei rascher Abkühlung oder bei Mangel an Kristallisationskeimen auftreten.

Die Abkühlungskurven verdeutlichen den Effekt: Im Fall (a) erreicht die Schmelze bei der Abkühlung die Erstarrungstemperatur TS, und es beginnt im Punkt A' die Kristallisation, die dann im Punkt A'' beendet ist. Die frei werdende Schmelzwärme hält die Temperatur konstant, und erst nach vollständiger Erstarrung fällt die Temperatur wieder weiter ab. Dies ist zugleich der einfachste Fall eines Erstarrungsablaufes. Wenn dagegen eine Unterkühlung stattfindet, wird die Temperatur TS unterschritten und die Schmelze gelangt in einen instabilen Zustand, wobei sie immer noch flüssig bleibt. Fall (b) zeigt dieses Verhalten: es entsteht eine Unterkühlung ΔT, die der Differenz zwischen theoretischer und tatsächlicher Erstarrungstemperatur entspricht. Der s-förmige Verlauf der Abkühlungskurve erklärt sich daraus, dass die Schmelz- beziehungsweise Kristallisationswarme erst im unterkühlten Zustand bei beginnender Kristallisation frei wird und einen Temperaturanstieg hervorruft (Rekaleszenz).

Abkühlungskurve einer Schmelze während der Erstarrung; a) ungestört, b) mit Unterkühlung© GIESSEREI LEXIKON

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