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Lexikon Pharmatechnologie

Korn

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  • Schleifkorn, siehe Schleifkörnung und Körnung.

  • Typisches Gefügestrukturgebilde eines Metalls bzw. einer Legierung, wobei die Körner bei der Abkühlung aus der Schmelze gebildet werden. In metallographischen (Metallographie) Strukturen – z. B. einer austenitischen Edelstahllegierung – ein dreidimensionales Gebilde, das aus einer Vielzahl von (geordneten) Kristallen besteht und von einer sogenannten Korngrenze umgeben (begrenzt) wird.

    Typische Körner in Edelstahllegierungen haben eine Größe von 5–50 µm. Die Größe der Kristalle liegt bei ca. 3–5 Å, wobei die Kantenlänge eines kubisch-flächenzentrierten Kristalls auch als Gitterkonstante bezeichnet wird. Die Korngröße der Legierung kann durch plastische Verformung, Schweißprozesse (Schweißen) und Glühen (Rekristallisations- oder Lösungsglühbehandlung) beeinflusst werden. Als Feinkorn werden Korngrößen von 5 bis 20 µm bezeichnet, darüber als Grobkorn. Die Korngrößenausbildung einer Legierung bestimmt eine Reihe wesentlicher Werkstoffeigenschaften.

    Die Grobkornbildung ist typisch für

    • den Schweißnahtbereich in Abhängigkeit von den Schweißparametern,

    • die Hitzeeinflusszone vor allem bei hohen Streckenenergien beim Schweißen,

    • das Glühen bei zu hohen Temperaturen (Orangenhaut) in Abhängigkeit von den Parametern der Abkühlung,

    • die freie Umformung (Orangenhautbildung).

    • Die Feinkornbildung wird unterstützt durch

    • korrekte Glühtemperaturführung bei der Lösungsglühbehandlung,

    • geführte Umformung durch entsprechenden Werkzeugkontakt.

    Kaltplastische Umformungen verursachen entsprechende Gitter- / Kornverspannungen, weshalb der Bauteil anschließend einer sachgerechten Lösungsglühung zu unterziehen ist.

    Die Kornlage im Gefügeverbund zeigt eine Richtungsorientierung, welche sich aus dem Kristallaufbau bei der Kristallisation ergeben hat. Wird die Orientierung des Korns z. B. nach der Hauptebenenordnung des kartesischen Koordinatensystems beurteilt, so erkennt man bei der mikroskopischen Prüfung mittels Rasterelektronenmikroskopie, dass sich die Kornnachbarn in der Regel in der geometrischen Orientierung unterscheiden, wodurch die Erkennung der Kornebenen z. B. nach der chemischen Ätzung erleichtert wird. Die Sichtbarmachung der Körner und Korngrenzen einer Edelstahllegierung erfolgt z. B. durch elektrochemisches Polieren oder durch mechanisches Polieren samt nachfolgender chemischer Ätzung und Mikroskopie (V = 100–500 x). Durch mechanisches Polieren werden die Kornstrukturen amorph verschmiert (Beilby-Schicht), sodass ein nachfolgendes chemisches Ätzen notwendig ist, um die Kornstrukturen zu erkennen.

    Der energetische Vorgang der Kornbildung während der Kristallisation als strukturelle Ordnung von Metallen und Metalllegierungen ist stark endotherm — d. h., dass der geregelte Ordnungsprozess der Kristallisation / Kornbildung einer entsprechenden Energiespeicherung (Energie) bei gleichzeitiger Entropieabnahme (Entropie) entspricht. Die Auflösung des Korn- / Kristallverbundes etwa beim Schmelzen bedingt einen entsprechenden Energieaufwand bei gleichzeitiger Entropiezunahme; auch die Änderung der Korngrößenverbände und damit der Korngrenzenvolumina (Korngrößenveränderung) sind energie- und entropierelevante Vorgänge.

Abb. K 7: Schematische Darstellung der Elemente eines Metallgefüges. (Quelle: G. Henkel)

© 2013 – ECV – Lexikon der Pharmatechnologie

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