Zellulare Erstarrungsstruktur
Zellulare Erstarrungsstruktur bildet sich bei hohen Temperaturgradienten und geringem Legierungsgehalt als parallele, zellartige Kristalliten. Sie ist weicher und weniger rissanfällig als Martensit.
Physikalisch-chemischer Wirkmechanismus
Die Zellulare Erstarrungsstruktur entsteht durch schnelles Abkühlen von hochtemperatürigen Schweißnahtsgebieten. Hierbei formen sich Kristallite in eine zellartige Struktur mit parallelen Säulen aus. Dieser Vorgang wird durch die hohe Temperaturdifferenz zwischen dem Schmelzbad und der Umgebung gefördert.
Metallurgische Relevanz & Risiken beim Schweißen
Die Zellulare Erstarrungsstruktur ist weicher als Martensit und verfügt über geringere Härte und Zähigkeit. Dies kann zu einer erhöhten Anfälligkeit für Risse und Verformungen führen, insbesondere unter mechanischer Belastung. Darüber hinaus kann sie die Schweißnahtsverschmelzung beeinträchtigen und zu schlechten mechanischen Eigenschaften führen.
Werkstattpraxis & Handlungsanweisungen
Um eine Zellulare Erstarrungsstruktur zu vermeiden, ist es wichtig, den Abkühlgang der Schweißnaht kontrolliert zu halten. Dies kann durch die Verwendung von Kühlwasser oder speziellen Kühlmatrizen erreicht werden. Die Kühlgeschwindigkeit sollte so eingestellt sein, dass das Gefüge aus Martensit bestehen bleibt, was eine höhere Härte und Zähigkeit bietet. Empfohlene Kühlzeiten variieren je nach Stahlart, aber in der Regel sollten sie zwischen 10 und 20 Sekunden liegen.