Wie entsteht eine Kristallseigerung?

Kristallseigerung ist ein Phänomen, das während der Erstarrung von Legierungen auftritt. Es handelt sich um die ungleichmäßigeteilung von Legierungselementen innerhalb eines Kristalls oder zwischen verschiedenen Kristallen. Hier ist eine Erklärung zur Entstehung:

1. **Erstarrungsprozess**: Wenn eine Legierung abkühlt und erstarrt, beginnt die Bildung von Kristallen. Die Erstarrung erfolgt nicht sofort im gesamten Material, sondern beginnt an bestimmten Stellen, sogenannten Keimen.

2. **Konzentrationsunterschiede**: Während der Erstarrung haben die verschiedenen Elemente der Legierung unterschiedliche Löslichkeiten in der festen und flüssigen Phase. Dies führt dazu, dass sich die Zusammensetzung der verbleibenden Schmelze ändert, während die Kristalle wachsen.

3. **Diffusion**: Die Diffusion der Legierungselemente in der festen Phase ist oft langsamer als in der flüssigen Phase. Dies bedeutet, dass die Elemente nicht gleichmäßig verteilt werden können, bevor die Erstarrung abgeschlossen ist.

4. **Segregation**: Aufgrund der unterschiedlichen Löslichkeiten und der langsamen Diffusion kommt es zu einer Anreicherung bestimmter Elemente an den Korngrenzen oder innerhalb der Kristalle. Dies führt zu einer chemischen Inhomogenität, die als Kristallseigerung bezeichnet wird.

5. **Abkühlgeschwindigkeit**: Die Geschwindigkeit der Abkühlung beeinflusst die Ausprägung der Kristallseigerung. Schnelle Abkühlung kann zu einer stärkeren Seigerung führen, da weniger Zeit für die Diffusion der Elemente bleibt.

Kristallseigerung kann die mechanischen Eigenschaften und die Korrosionsbeständigkeit von Legierungen negativ beeinflussen. Daher ist es oft wünschenswert, diesen Effekt durch geeignete Wärmebehandlungsverfahren zu minimieren.