Einlagerungsmöglichkeit eines C-Atoms in Eisengitter - Hilf

[Fry]

Also meine Aufgabe ist es die versch, Einlagerungsmöglichkeiten eines C-Atoms in einem krz- und kfz-Eisengitter zu nennen.
Ich muss aber auch alles Dokumentieren und die Abstände ausrechnen.
Hinterher muss ich mögl. Auswirkungen durch die Einlagerund des C-Atoms in das Eisengitter begründen unter Beachtung der Glechgewichtslage der Fe-Atome im idealen Kristallgitter.

Meine einzigsten Hilfsmittel sind:

- Gitterkonstante in nm: krz 0,287 ; kfz 0,365
- Aomdurchmesser: Fe-Atom = 0,228nm ; C-Atom = 0,142nm
- Gitteraufbau des Idealkristalls (Quelle: Werkstoffkunde, v. Bargel/Schulze, S.20 u.f.

Ich komme damit aber nicht wirklich zurecht, ich kann mir zwar schon denken wo sich die C-Atome einlagern, aber ich weiss nicht wie ich diese Arbeit dokumentieren soll und auch nicht wirklich was es dann für Auswirkungen auf das Kristallgitter hat.


Hab auch schon nach weit. Materialien gesucht, aber da hab ich auch nur Sachen die mir sagen das es so und so ist, aber mir nicht sagen können wieso das so und so ist!
Ich weiss einfach nicht, wie ich an die Sache rangehen soll...

Kann mir dabei irgendwie einer helfen?

 

[KoRnyRoach]

Hast du mal bei google geguckt? Hatte da letztens ne recht gute seite, hieß irgendwas mit werkstoffkunde online oder so. Sonst kann ich dir leider nicht weiterhelfen, da ich erst seit nem 3/4 Jahr Metalltechnik hab!

 

[Gurke]

Hmm, soviel auch nicht mehr drüger gefunden. Die Auswirkungen sollten in dem Buch aber auch drin stehen. Die Kohlenstoffatome sid Punktfehler im Gittergefüge, behindern das gleiten und das Material wird fester und spröder.
Hast bei Fremdatomen auch nur die Möglichkeit von Substitutions- oder Einlagerungsatom.

 

[Bernie]

Ich habe mal in einem alten Fachkundebuch nachgesehen. Europa Lehrmittel, Fachkunde für metallverarbeitende Berufe.

Hier sind 3 Abbildungen drin:
Ferrit ist kubisch raumzentriert mit einem Eisenatom in Würfelmitte und keinen Atomen in den Flächenmitten.
Austenit ist kubisch raumzentriert mit einem Kohlenstoffatom in Würfelmitte und je einem Eisenatom in den Flächenmitten.
Martensit ist wieder kubisch raumzentriert mit einem Eisenatom im Zentrum des Würfels. Aber hier in der Skizze sind zusätzlich in der Mitte von 4 Würfelkanten noch je ein Kohlenstoffatom eingezeichnet.
Es ist schon über 20 Jahre her, daß ich mich damit beschäftigte. Die zusätzlichen Kohlenstoffatome führen zu Verspannungen der Eisenkristalle und daher zur Härte des Stahls.
Eventuell hilft Googeln nach den Begriffen Ferrit Austenit und Martensit.

 

[Fry]

@ Korn

Ja, habe ich. Aber ich habe nichts wirklich gutes gefunden.
Ausser irgendwelche Pics von Eisengitter, aber nicht irgendwelche Texte, die mir irgendwelche Infos darüber geben können.

@ Gurke

Kannst du mir dazu nähere Informationen geben?
Das "Werkstoffkunde" Buch von Bargel/Schulze habe ich nicht, sondern nur diesen kurzen Auszug!

@ Bernie

Das gleiche Buch habe ich auch, aber da steht ja auch nur drin wie es aussieht, aber nicht detailliert genug wieso das so ist und was für Auswirkungen das letztenendlich auch hat ://

 

[Lyle]

@ Fry
Ist gemeint, dass Du eine Eisenposition durch Kohlenstoff ersetzt, oder dass sich der Kohlenstoff in die Lücken setzt?
Im zweiten Fall fällt mir spontan folgendes ein: Es gibt zwei Verschiedene Arten von Lücken, die tetraedrischen und die oktaedrischen. Die beiden sind unterschiedlich groß. Wenn Du die Gitterkonstante und den Radius kennst müsstet Du ausrechnen können, wie Groß die Lücken sind und in wie weit das Kohlenstoffatom dort reinpasst.

Bei den Auswirkungen auf das Kristallsystem fällt mir die Symmetrie ein. Durch die Einfügung des Kohlenstoffs ändert sich möglicherweise die Symmetrie. Falls Du die Bravais-klassifizierung kennst kannst Du ja mal feststellen, welcher neue Gittertyp entsteht

 

[Gurke]

Das Buch hab ich auch nicht, Thema klang so, als ob da schon etwas Hintergrundwissen vorhanden wäre. Gut, mal in der Biblo geschaut, leider waren Scanner belegt, deswegen nur paar Notizen gemacht. Hatte auch nur ein Semester Werkstoffkunde für Eisenmetalle.


Nun denn, Kohlenstoff wird in die Zwischenplätze eingelagert, weil er nur begrenzt im Eisengitter lößlich ist. Wieviel das ist, ist von alpha, gamma und delta FE unterschiedlich.
Grund ist der unterschiedliche geometrische Aufbau (raumzentriert, flächenzentriert) und der daraus resultierenden unterschiedlichen Packungsdichte.

Für die Alphamodifikation (krz) gibt es zwei Möglichkeiten. Im Anhang ist dann ein Bild, bin mir nicht mehr ganz sicher, könnte aber passen.
Man hat bei Lücke A Platz für 0,291R (denke R bezieht sich auf die Größe des Eisenatoms, jedenfalls war so die Darstellung markiert).
Bei Lücke B sind es 0,154R.
Ist ein Atom größer als dieser Raum, wirkt bei Lücke A Spannung auf 4 Eisenatome, bei Lücke B nur auf zwei, weswegen eher Lücke B vorherrscht.

Für Gamma FE gibt es Platz für 0,41R. Standen aber keine weiteren Bermerkungen bei. War in den Buch was in deinem Post erwähnt war auf Seite 135 und 136.


Dann zu den Gitterfehlern.
Gibt drei Hauptarten. Punktförmige Fehler, linienförmige und flächenförmige.
Punktförmige Fehler sind Lerstellen, Einlagerungsatome, Substitutionsatome und Zwischengitteratome. Allgemein bewirken sie eine Verzerrung des Metallgitters, damit einen erhöten elektrischen Wiederstand, höhere Festigkeit damit aber auch versprödent.
Das liegt an der Behinderung von Versetzungen.

Versetzungen sind Linienförmige Fehler. Diese können gleiten (das eine Bild stellt das ungefähr da, Kugelebene unten und oben die übereinandergleiten). Versetzungen begünstigen die Bewegungen im Gefüge (hat dann gesere plastische Verformungseigenschaften), punktförmige Fehler behindern aber die Versetzungebewegung. Leerstellen laßen die Gleitebene nur klettern, Fremdkörper stoppen sie.

http://www.weltverschwoerung.org/upload/eisen.jpg