Das Eisen-Kohlenstoff-Diagramm (EKD)
Die Landkarte der Stähle: Was beim Erwärmen und Abkühlen wirklich passiert
AI generated Das Eisen--Diagramm ist die wichtigste Karte der Werkstoffkunde. Es zeigt dir, welches Gefüge ein Stahl bei welcher Temperatur und welchem Kohlenstoffgehalt annimmt — und damit, warum sich die Naht beim verhärtet. Wer das EKD liest, versteht Aufhärtung, Rissneigung und Wärmebehandlung, statt sie nur auswendig zu lernen.
Das (EKD) ist die Landkarte, auf der jeder Stahl verortet ist. Auf der waagerechten Achse steht der -Gehalt, auf der senkrechten die Temperatur. Das Diagramm sagt dir: Bei dieser Temperatur und diesem C-Gehalt ist dein Stahl genau dieses Gefüge.
Das reine Eisen durchläuft beim Aufheizen zwei Gitterumwandlungen. Unter 911 °C ist es — ein weiches, gut verformbares Gefüge mit kubisch-raumzentriertem Gitter, das kaum lösen kann (maximal 0,02 %). Zwischen 911 °C und 1392 °C wird daraus , ein kubisch-flächenzentriertes Gitter, das deutlich mehr aufnimmt (bis 2,06 %). Genau das ist der Dreh- und Angelpunkt: ist im gut löslich, im praktisch nicht.
Kühlst du einen Stahl langsam ab, will der den wieder verlassen. Bei 723 °C — der Perlittemperatur — zerfällt der in ein feines Gemisch aus und (Eisenkarbid Fe₃C). Dieses streifige Gemisch heißt . Bei 0,8 % liegt der eutektoide Punkt: Der ganze wird auf einen Schlag zu . Darunter (0,02–0,8 % C) entsteht erst , der Rest wird ; darüber (0,8–2,06 % C) bildet sich zuerst an den Korngrenzen, der Rest wird .
Bei 2,06 % endet das Stahlgebiet und das Gusseisen beginnt. Gusseisen hat so viel , dass beim Erstarren Graphit oder Ledeburit entsteht — deshalb ist es spröde und gießbar, aber nicht schmiedbar.
Für dich als Schweißer ist das EKD die Erklärung für alles, was in der Naht passiert. Beim heizt der den Stahl über 900 °C — alles wird . Kühlt die dann schnell ab, hat der keine Zeit, als auszuscheiden. Stattdessen klappt das Gitter schlagartig um und bildet — glashart, spröde, rissanfällig. Je mehr , desto härter und gefährlicher der .
Deshalb sind zwei Kennwerte so wichtig: Der Kohlenstoffgehalt bestimmt die maximale , und die Abkühlgeschwindigkeit bestimmt, wie viel davon tatsächlich entsteht. Beides zusammen erklärt, warum du dicke Bleche vorwärmst und hochgekohlte Stähle nur mit Vorsicht schweißt.