Gamma-Eisen

Was bedeutet Gamma-Eisen?

Gamma-Eisen ist eine allotrope Form von Eisen, die zwischen 1670°F und 2550°F (910°C und 1400°C) existiert und ein kubisch-flächenzentriertes Gitter aufweist.

Es ist ein metallisches, nicht magnetisches Allotrop von Eisen oder eine feste Lösung von Eisen mit einem Legierungselement. Gamma-Eisen, das Kohlenstoff oder andere Elemente in Lösung enthält, ist als Austenit bekannt, das nach Sir William Chandler Roberts-Austen (1843-1902) benannt ist.

Diese Gamma-Form von Eisen wird von der am häufigsten verwendeten Art von Edelstahl für die Herstellung von Krankenhaus- und Gastronomiegeräten gezeigt.

Faust erklärt Gamma-Eisen

Gamma-Eisen wird bei der Herstellung von Austenit verwendet. Bei Temperaturen über 1335 °C (725 °F) ändert sich die Atomstapelung von Eisen zu einem Würfel mit einem zusätzlichen Eisenatom in der Mitte jeder Seite des Würfels. Diese kubisch flächenzentrierte Phase (FCC) ist als Gamma-Eisen bekannt und hat viel mehr Zwischenräume für Kohlenstoff, um zwischen den Eisen zu ruhen, als Alpha-Eisen bei Raumtemperatur.

Gamma-Eisen ist weich und dehnbar und kann viel mehr Kohlenstoff in Lösung halten und beginnt, Kohlenstoff in die Atommatrix des Eisens aufzunehmen. Das Halten höherer Kohlenstoffmengen in Lösung in der FCC-Konfiguration führt dazu, dass Austenit bei Temperaturen unter 1670°F (910°C) instabil ist.

Die Zugabe bestimmter Legierungselemente wie Mangan und Nickel kann das austenitische Gefüge stabilisieren und die Wärmebehandlung niedriglegierter Stähle erleichtern. Im Extremfall von austenitischem Edelstahl macht ein viel höherer Legierungsgehalt dieses Gefüge sogar bei Raumtemperatur stabil. Andererseits neigen solche Elemente wie Silizium, Molybdän und Chrom dazu, Austenit zu destabilisieren, wodurch die eutektoide Temperatur erhöht wird.

Beim Abkühlen von Austenit oder Gammaeisen wandelt es sich oft in eine Mischung aus Ferrit und Zementit um, wenn der Kohlenstoff diffundiert. Je nach Legierungszusammensetzung und Abkühlgeschwindigkeit kann sich Perlit bilden. Wenn die Abkühlgeschwindigkeit sehr schnell ist, kann die Legierung eine große Gitterverzerrung erfahren. Dies ist ein sehr wichtiger Fall in der Industrie, da der Kohlenstoff aufgrund der Abkühlgeschwindigkeit nicht diffundieren kann, was zur Bildung von hartem Martensit führt. Die Abkühlgeschwindigkeit bestimmt die mechanischen Eigenschaften des resultierenden Stahls wie Härte und Zugfestigkeit.