Untereutektisches Grundgefüge mit Ausscheidungen

Im Folgenden wird die untereutektische Legierung AB25 betrachtet. Diese Legierung wird in einem Erstarrungsbereich zwischen 960 °C und 700 °C erstarren. Dabei wird werden sich bei Erreichen der Liquiduslinie zunächst \(\alpha\)-Mischkristalle ausscheiden. Deren Zusammensetzung kann durch Fällen des Lotes an der Soliduslinie ermittelt werden. So bestehen die \(\alpha\)-Mischkristalle bei einer Temperatur von 800 °C zu 13 % aus B Atomen (bzw. zu 87 % aus A-Atomen).

Phasendiagramm, Zustandsdiagramm, Gefüge-Entstehung, Gefüge-Bildung, begrenzte Löslichkeit der Komponenten, untereutektisch, Ausscheidungen, Segregat

Abbildung: Gefügeentstehung einer untereutektischen Legierung mit Ausscheidungen II

Das Ausscheiden der A-reichen \(\alpha\)-Mischkristalle führt dazu, dass die Schmelze an A-Atomen verarmt bzw. die Konzentration an B-Atomen zunimmt. Die Konzentrationszunahme kann für die Schmelze durch Fällen des Lotes an der Liquiduslinie ermittelt werden. Bei 800 °C hat die Restschmelze eine Konzentration von 34 % B. Es wird offensichtlich, dass sich die Schmelze mit sinkender Temperatur gemäß der Liquiduslinie mehr und mehr der eutektischen Zusammensetzung annähert. Schließlich ist das eutektische Verhältnis in der Restschmelze mit 40 % B bei 700 °C erreicht. Die Restschmelze verhält sich nun wie eine eutektische AB40-Legierung und erstarrt in einem Haltepunkt zum Eutektikum (fein verteilte \(\alpha\)- und \(\beta\)-Mischkristalle).

Die aus der Schmelze ausgeschiedenen \(\alpha\)-Mischkristalle besitzen unmittelbar nach dem vollständigen Erstarren des Gefüges eine gemäß dem Punkt P entsprechende Zusammensetzung (20 % B). Die Löslichkeit der B-Atome in diesem \(\alpha\)-Mischkristall nimmt mit sinkender Temperatur nun jedoch ab. Es werden bei weiterer Abkühlung deshalb B-Atome in Form von \(\beta_{Seg}\)-Mischkristallen an den Korngrenzen ausgeschieden. Deren Zusammensetzung kann wiederum an der entsprechenden Segregatlinie (grün) abgelesen werden. So weisen die \(\beta_{Seg}\)-Mischkristalle bei einer Temperatur von 200 °C eine Konzentration an B-Atomen von ca. 79 % auf, während die \(\alpha\)-Mischkristalle nur 7 % B-Atome beinhalten. Letztere Konzentration gilt sowohl für die aus der Schmelze primär ausgeschiedenen \(\alpha\)-Mischkristalle als auch für die \(\alpha\)-Mischkristalle des aus der Schmelze entstandenen Eutektikums!

Bei Raumtemperatur liegt somit ein eutektisches Grundgefüge vor (bestehend aus feinverteilten \(\alpha\)- und \(\beta\)-Mischkristallen), mit darin eingebetteten \(\alpha\)-"Primär"mischkristalle sowie die an den Korngrenzen infolge der abnehmenden Löslichkeit ausgeschiedenen \(\beta_{Seg}\)-Mischkristalle.