Vollständiges Eisen-Kohlenstoff-Diagramm

Das Eisen-Kohlenstoff-Diagramm wurde bisher lediglich bis zu einem Kohlenstoffgehalt von 2,06 % betrachtet. Wird dieser Kohlenstoffgehalt überschritten, so ergeben sich weitere Phasenumwandlungen. Grundsätzlich ist damit auch ein anderer Gefügeaufbau verbunden. So bestehen Eisenwerkstoffe unter 2,06 % Kohlenstoff aus einem eutektoiden Grundgefüge (Perlit) und  oberhalb von 2,06 % aus einem eutektischen Grundgefüge (Ledeburit). Hieraus ergeben sich auch prinzipiell andere Werkstoffeigenschaften. Gemäß diesem Unterschied erfolgt auch die Unterteilung in Stähle und Gusseisen. So werden Eisenwerkstoffe mit einem geringeren Kohlenstoffgehalt als 2,06 % als Stähle bezeichnet und Eisenwerkstoffe über 2,06 % als Gusseisen. Im entsprechenden Kapitel Gusseisen wird auf die Gefügeentstehung solcher Eisenwerkstoffe näher eingegangen.

Eisen-Kohlenstoff-Diagramm, Phasendiagramm, Zustandsdiagramm, Stahl, Austenit, Ferrit, Korngrenzen-Zementit, Ledeburit, Gusseisen, übereutektisches, untereutektisches, eutektisches, Zementit

Abbildung: Eisen-Kohlenstoff-Diagramm des metastabilen Systems

Oben abgebildet ist das vollständige Eisen-Kohlenstoff-Diagramm des metastabilen Eisen/Zementit-Systems. Es endet bei einem Kohlenstoffgehalt von 6,67 %, da das Gefüge dabei zu 100 % aus Zementit besteht. Chemisch gesehen setzt sich der Zementit aus drei Eisenatomen (mit je einer Atommasse von 56 u) und einem Kohlenstoffatom (mit einer Atommasse von 12 u) zusammen. Somit ergibt sich der massenbezogene Kohlenstoffgehalt im Zementit zu 6,67 %: 

\begin{align}\;\;\;\;\;
&\underline{\text{C-Gehalt}} = \frac{12u}{12u+3*56u} \cdot 100 \text{ %} = \underline{6,67 \text{ %}} \\[5px]
\end{align}