Ferrit (Phase)

Ferrit ist die metallographische Bezeichnung für die kubisch-raumzentrierte Modifikation (Phase) des reinen Eisens und seiner Mischkristalle.[1]

Verschiedene Benennungen der ferritischen Phase

Die ferritische Phase (definiert durch die kubisch-raumzentrierte Gitterstruktur) kommt bei folgenden Temperaturen unter Standarddruck vor:

zwischen 1536 °C und 1392 °C als sogenannter δ-Ferrit mit einer Gitterkonstante a von 0,293 nm, gemessen bei 1425 °C. δ-Ferrit bildet sich bei Erstarrung der reinen Eisenschmelze.
ab 911 °C zu tieferen Temperaturen hin als α-Ferrit, der bis zu einem Druck von etwa 11 GPa aus dem γ-Eisen entsteht. α-Ferrit wird unterteilt zu
β-Ferrit im Bereich von 911 °C bis 769 °C mit paramagnetischen Eigenschaften und einer Gitterkonstante von 0,290 nm bei 800 °C
α-Ferrit im Speziellen als α-Ferrit unterhalb der Curietemperatur Tc = 769 °C und ferromagnetischen Eigenschaften, mit einer Gitterkonstanten von 0,286 nm bei 20 °C.[2]

Die verschiedenen Namen für ein und dieselbe Phase (α-Ferrit, β-Ferrit, δ-Ferrit besitzen dieselbe Gitterstruktur) haben sich historisch aus der thermischen Analyse von Eisen aufgrund verschiedener Haltepunkte ergeben.
Einflüsse von Legierungselementen auf die Stabilität des Ferrits

Die Bildung der ferritischen Phase wird durch austenit- oder ferritstabilisierende Elemente beeinflusst.

Austenitbildner sind zum Beispiel die Elemente Nickel, Mangan, Stickstoff, Kohlenstoff und Kobalt. Sie hemmen die Bildung von α-Mischkristallen, während Ferritbildner wie Chrom, Silizium, Molybdän, Vanadium, Titan und Aluminium deren Entstehung begünstigen. Dies geschieht durch eine direkte Beeinflussung der Größe des Bereiches von γ-Mischkristallen in Gleichgewichtsschaubildern, zum Beispiel dem Eisen-Kohlenstoff-Diagramm, der indirekt die Größe des Bereichs von α-Mischkristallen beeinflussen kann.[3] In Schaubildern wie dem Schaeffler-Diagramm können, insbesondere bei Kombination von Ferrit- und Austenitbildnern, die aus den entstehenden Phasen resultierenden Gefügezusammensetzungen abgelesen werden.
Vorkommen der ferritischen Phase in Gefügebestandteilen

Die ferritische Phase ist in folgenden Gefügebestandteilen enthalten:

Ferrit (Gefügebestandteil)
Bainit
Perlit

Siehe auch

Eisen-Kohlenstoff-Diagramm
Austenit (Phase)
Ferrite, eine Gruppe von Oxidkeramiken

Quelle