Korngrößen/Kornformen

Korngrößen/Kornformen

Unter einem Korn versteht man einen einzelnen Kristall im Gefüge eines polykristallinen Materials. Da die Gefügekörner nur ca. 1-100µm groß sind, sind sie mit bloßem Auge nicht zu erkennen.

Dazu bedarf es einer speziellen werkstoffkundlichen Präparationstechnik, der sogenannten Metallographie. Dabei wird ein ca. 1cm großes Werkstoffstück nach dem Einbetten geschliffen und mit Diamantsuspensionen immer feinerer Körnungen bis 3µm oder 1µm fein poliert. Diese polierte Metalloberfläche kann für eine bessere Kontrastierung noch angeätzt werden (entweder Korngrenzenätzung oder Kornflächenätzung). So wird unter dem Lichtmikroskop bei ca. 200-1000facher Vergrößerung ein sogenanntes Schliffbild sichtbar. Es zeigt die Körner und die als dünne Linie zwischen den Körnern verlaufenden Korngrenzen.

Ein Werkstoff mit feinkörnigem Gefüge hat in der Regel eine höhere Festigkeit und eine bessere Dehnbarkeit als mit grobkörnigerem Gefüge. Die höhere Festigkeit resultiert aus einem Zersetzungsaufstau der Körner an den Korngrenzen. Die Korngrößen werden entweder durch Ausmessen im Lichtmikroskop bei 500-1000facher Vergrößerung oder durch Vergleich mit werkstoffspezifischen Richtreihen ermittelt.

Die verschiedenen Legierungen oder verschiedenen Phasen eines Gefüges bilden bestimmte typische Kornformen aus. Die häufigsten Kornformen sind globular, lamellar oder polyedrisch. Reineisen bildet zum Beispiel rundliche (globulare) Körner, austenitisches Eisen Vielecke (polyedrische Körner) und gehärteter Stahl mit Martensitgefüge zeigt nadelförmige (dentritische) Ausscheidungen. Dagegen zeigt der Lamellengraphit von Grauguss oder der Streifenzementit des Perlits lamellenartigen Aufbau.

Anhand der Korngröße und der Kornform kann der Zustand eines Metalls mittels metallographischer Untersuchungen, wie die ACL GmbH sie durchführt, charakterisiert werden. So hinterlässt zum Beispiel eine Wärmebehandlung, eine Härtung oder das Walzen eines Blechs ganz charakteristische Spuren bei der Kornform und der Korngröße. Sehr deutlich wird dies beim Gusseisen, das je nachdem, in welcher Form und Größe der im Gefüge ausgeschiedene Graphit vorliegt (globular, lamellar, ...), ganz verschiedene mechanische Eigenschaften besitzt. Um es kurz zu sagen: kleine Ursache, große Wirkung.

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