{"id":215,"date":"2011-12-28T17:00:44","date_gmt":"2011-12-28T16:00:44","guid":{"rendered":"http:\/\/www.werkstoff-blog.de\/?p=215"},"modified":"2026-04-02T09:25:50","modified_gmt":"2026-04-02T07:25:50","slug":"was-sind-eigentlich-korngrenzen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.werkstoff-service.de\/blog\/was-sind-eigentlich-korngrenzen\/","title":{"rendered":"Was sind eigentlich \u2026 Korngrenzen?"},"content":{"rendered":"

Im Alltag begegnen uns Korngrenzen<\/strong> \u00fcberraschend oft: Jeder hat sicherlich schon einmal ein verzinktes Treppengel\u00e4nder oder einen verzinkten Laternenmast gesehen. Was kann man dabei beobachten? Verzinkte Stahloberfl\u00e4chen zeichnen sich durch besondere, fl\u00e4chige Strukturen aus, die je nach Lichteinfall und Beobachtungswinkel hell oder dunkel mit eher unregelm\u00e4\u00dfigen R\u00e4ndern erscheinen. Diese Fl\u00e4chen, in denen kein weiterer Kontrast, Helligkeits- oder Farbunterschied zu erkennen ist, nennt der Werkstofftechniker Korn, bzw wenn es um die Abgrenung geht, von den Korngrenzen<\/strong>.<\/p>\n

\"Bild:

Korngrenzen an einem Treppengel\u00e4nder aus Metall<\/p><\/div>\n

Die Fl\u00e4chen haben nat\u00fcrlich im Werkstoff auch eine r\u00e4umliche Ausdehnung, somit sind K\u00f6rner selbst r\u00e4umliche Gebilde mit einem bestimmten Volumen, die beim Blick auf die Werkstoffoberfl\u00e4che dann als Fl\u00e4che, mit eben entsprechenden Grenzen = „Korngrenzen<\/strong>“ erscheinen.<\/p>\n

K\u00f6rner gibt es fast in jedem metallischen Werkstoff, meist sieht man sie jedoch nicht. Sie k\u00f6nnen durch spezielle Oberfl\u00e4chenbehandlungen wie zum Beispiel An\u00e4tzen mit S\u00e4uren im Mikroskop oder sogar mit dem blo\u00dfen Auge (wie im Fall des verzinkten Stahls) sichtbar gemacht werden. Halten wir fest: K\u00f6rner in einem Metall sind r\u00e4umliche Gebilde, die bei Betrachtung mit Licht zun\u00e4chst homogen erscheinen. Die Begrenzungsfl\u00e4chen der K\u00f6rner, also die Fl\u00e4che zwischen zwei K\u00f6rnern, hei\u00dfen Korngrenzen. An der Oberfl\u00e4che unserer verzinkten Laterne erscheinen die Korngrenzen dann als Begrenzungslinien zwischen den fl\u00e4chigen K\u00f6rnern.<\/p>\n

Die meisten metallischen Werkstoffe enthalten Korngrenzen<\/strong>. Um zu verstehen was Korngrenzen sind, wenden wir uns der Frage zu: wo kommen die K\u00f6rner eigentlich her?
Ausgangspunkt ist die Erstarrung von Metallen, also die Bildung eines Festk\u00f6rpers aus der Metallschmelze. Dazu betrachten wir die einzelnen Metallatome in der Schmelze. Wie in Fl\u00fcssigkeiten k\u00f6nnen sich diese Atome relativ frei bewegen, je h\u00f6her die Temperatur desto gr\u00f6\u00dfer die Beweglichkeit der Atome. Nun k\u00fchlen wir die Schmelze ab, die Bewegung der Atome nimmt ebenfalls ab, die Atome r\u00fccken n\u00e4her zusammen.<\/p>\n

Bei Erreichen der Erstarrungstemperatur kommen sich einzelne Atome bereits so nahe, dass die chemischen Bindungskr\u00e4fte wirken k\u00f6nnen, um einen festen Zusammenhalt zwischen den Atomen einzustellen. Die Atome ordnen sich in einem Kristallgitter auf fest vorgegebenen Pl\u00e4tzen an. Dabei ist das entstehende Kristallgitter f\u00fcr jedes Metall charakteristisch. Die kleinste Baueinheit eines solchen Kristallgitters hei\u00dft Elementarzelle und kann beliebig im Raum angeordnet, man sagt auch \u201eorientiert\u201c, sein.<\/p>\n

In der abk\u00fchlenden Schmelze bilden sich am Erstarrungspunkt an verschiedenen Stellen in der Schmelze Ansammlungen von Elementarzellen, sogenannte feste Keime. Diese Keime haben die r\u00e4umliche Orientierung der Elementarzellen aus denen sie aufgebaut sind, d.h. ein Keim besteht aus mehreren Elementarzellen mit exakt gleicher Orientierung. Dadurch, dass sich die Keime an unterschiedlichen Stellen in der Schmelze bilden, wird auch ihre Orientierung sehr wahrscheinlich unterschiedlich sein. Im Laufe der weiteren Erstarrung lagern sich immer mehr Atome aus der Schmelze an den Keimen an, dabei m\u00fcssen sich die hinzukommenden Atome an die r\u00e4umliche Orientierung der Keime halten.<\/p>\n

Am Ende der Erstarrung haben alle Atome aus der Schmelze einen Platz im Festk\u00f6rper gefunden. Die Keime sind so gro\u00df geworden, dass sie das gesamte Volumen ausf\u00fcllen. Dort, wo Keime mit unterschiedlicher Orientierung zusammensto\u00dfen, bildet sich eine Korngrenze \u2013 die Keime sind dann die bereits erw\u00e4hnten K\u00f6rner. Somit entstehen Korngrenzen eigentlich immer bei der Erstarrung metallischer Werkstoffe. Sie trennen stets Bereiche im Kristall mit unterschiedlicher Orientierung.<\/p>\n

Warum interessieren uns Korngrenzen \u00fcberhaupt? <\/strong>
Zun\u00e4chst einmal geh\u00f6ren Korngrenzen zu den Gitterfehlern, die in einem metallischen Werkstoff fast immer anzutreffen sind. Die meisten technologisch wichtigen Eigenschaften eines metallischen Werkstoffs sind durch das Vorhandensein von Gitterfehlern begr\u00fcndet. Korngrenzen haben nun gro\u00dfen Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften: Je mehr Korngrenzen vorhanden sind, desto mehr K\u00f6rner gibt es im Metall, die Gr\u00f6\u00dfe der einzelnen K\u00f6rner ist in diesem Fall gering. In der Regel findet man in solchen feink\u00f6rnigen Werkstoffen auch eher regelm\u00e4\u00dfig geformte K\u00f6rner. Der Werkstoff zeichnet sich durch gute Festigkeit in Kombination mit guter Z\u00e4higkeit aus, zwei Eigenschaften, die f\u00fcr gew\u00f6hnlich eher gegenl\u00e4ufig wirken. Man ist daher h\u00e4ufig bestrebt, Werkstoffe mit kleinen K\u00f6rnern, also mit vielen Korngrenzen, herzustellen. Wie kann man das schaffen? Wir haben festgestellt, dass K\u00f6rner und Korngrenzen w\u00e4hrend der Erstarrung entstehen. Man muss nun viele Keime gleichzeitig in der Schmelze erzeugen und wachsen lassen, dann erh\u00e4lt man am Ende der Erstarrung auch viele K\u00f6rner. Das kann man z.B. erreichen, indem man die Schmelze impft, also gezielt Keimstellen, sogenannte Keimbildner, einbringt, an denen Keime entstehen k\u00f6nnen.<\/p>\n

Aber Korngrenzen<\/strong> beeinflussen die Eigenschaften des Werkstoffs<\/strong> nicht blo\u00df durch ihre Anwesenheit. Eine herausragende Eigenschaft von Korngrenzen ist ihre F\u00e4higkeit, sich unter bestimmten Bedingungen zu bewegen. Was hei\u00dft nun unter bestimmten Bedingungen? Zur Bewegung von Korngrenzen braucht man im Wesentlichen zwei Dinge: ausreichend hohe Temperaturen (je h\u00f6her die Temperatur, desto gr\u00f6\u00dfer die Beweglichkeit der Korngrenzen) sowie eine treibende Kraft, die die Korngrenzenbewegung aktiviert. Das kann zum Beispiel ein Ungleichgewicht im Werkstoff, hervorgerufen durch eine Verformung, sein. Oder aber die Tendenz gekr\u00fcmmter Korngrenzen, sich zu begradigen. Wenn sich Korngrenzen bewegen, ver\u00e4ndern sie damit die Struktur des Werkstoffs und auch dessen Eigenschaften.<\/p>\n

Aus diesem Grund ist man daran interessiert herauszufinden, wie sich Korngrenzen<\/strong> bewegen<\/strong> und wie man diese Bewegung nutzen kann, um bestimmte Werkstoffeigenschaften zu erhalten. So bestimmt die Bewegung von Korngrenzen ganz<\/strong> ma\u00dfgeblich das Ergebnis von vielen W\u00e4rmebehandlungsverfahren<\/strong> \u2013 beispielsweise das Normalisieren, die Rekristallisation und das Grobkorngl\u00fchen.<\/p>\n\n\n

Weiterf\u00fchrende Informationen: Den Korngrenzen Beitrag auf Wikipedia<\/a><\/strong> <\/p>\n\n\n\n

Falls Sie sich f\u00fcr das Thema Korngrenzen interessieren und gern eine Weiterbildung \/ Qualifizierung beziehungsweise eine Fortbildung \/ Mitarbeiterschulung im Bereich Werkstofftechnik \/ Metallographie machen m\u00f6chten, helfen Ihnen die Ansprechpartner des WS TrainingCenters<\/a><\/strong> gern weiter oder Sie schauen einfach kurz auf unseren Kurs- und Seminarseiten<\/a><\/strong> vorbei. <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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