Konzentrationsgefälle
Konzentrationsgefälle sind lokale Veränderungen des Legierungsanteils in einem Material. Sie treten während Diffusionsprozessen auf und beeinflussen die Phasenumwandlung.
Physikalisch-chemischer Wirkmechanismus
Konzentrationsgefälle entstehen durch den ungleichen Austausch von Atomen oder Ionen zwischen verschiedenen Bereichen eines Materials. Dieser Austausch wird durch Diffusion verursacht, bei der sich Atome oder Ionen aus Gebieten mit hoher Konzentration in Gebiete mit niedriger Konzentration bewegen.
Metallurgische Relevanz & Risiken beim Schweißen
Konzentrationsgefälle können zu lokalen Spannungen und Rissen führen, insbesondere wenn sie während der Phasenumwandlung auftreten. Diese Spannungen entstehen durch die unterschiedliche Ausdehnung verschiedener Phasen im Material. In der Schweißnaht kann dies zu Heißrissen oder Zinkern führen, besonders bei hohen Temperaturen und langen Kühlzeiten.
Werkstattpraxis & Handlungsanweisungen
Um Konzentrationsgefälle zu minimieren, ist es wichtig, die Kühlgeschwindigkeit der Schweißnaht kontrolliert zu halten. Eine zu schnelle Kühlung kann zu glasharter Phasenumwandlung und Rissen führen (t8/5 < 5 s). Eine zu langsame Kühlung kann zu vergröbertem Gefüge und Zinkern resultieren (t8/5 > 25 s). Bei kritischen Bauteilen ist es ratsam, eine kontinuierliche Kühlung durch einen Wasserstrahl oder ein ähnliches Verfahren einzusetzen.