Werkstoffkunde (Fach) / werkstoffe (Lektion)

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  • kriechen phasen I: Primäres / Übergangskriechen• anfangs hohe Kriechgeschwindigkeit, die schnell abnimmt• von verfestigenden Vorgängen (Versetzungsaufstau) bestimmt• bei tiefen Temperaturen vorherrschender ProzessII: Sekundäres / Stationäres Kriechen• konstante Kriechgeschwindigkeit• Gleichgewicht von entfestigenden (Klettern von Stufenversetzungen)und verfestigenden Vorgängen (Versetzungsaufstau)• Bildung von irreversiblen Schädigungen (Poren,..)• Bei höheren Temperaturen vorherrschender ProzessIII: Tertiäres / beschleunigtes Kriechen• Steigende Kriechgeschwindigkeit aufgrund von Rissschädigung• endet mit Bruch
  • angabe kriechen • AngabeZeitdehngrenze: Rpl/105/celsiuszeichen plastische Dehnung von 1% bei Temperatur Celsius nach 105 Stunden bei Spannung R Zeitstandfestigkeit: Rm/105/zeichen Bruch bei Temperatur Celsius nach 105 Stunden bei Spannung R
  • verformungsloser bruch (sprödbruch/spaltbruch) bei Bruch tritt (fast) keine plastische Verformung / Einschnürung auf• interkristallin (an Korngrenzen) oder transkristallin (durch Körner)• metallisch glänzende Bruchfläche • Entstehung- Rissbildung an Mikrodefekten- wachsen des Riss- Bruch• tritt auf bei- tiefen Temperaturen- hohen Beanspruchungsgeschwindigkeiten
  • verformungsbruch (duktilbruch) • (sehr hohe) plastische Verformung (viel Energieverbrauch)• transkristallin (entlang Gleitebenen)• matte wabenförmige Bruchfläche• Entstehung- Hohlräume bilden sich- Hohlräume wachsen- Hohlräume führen zu Mikroriss-> Bruch• tritt auf bei- höheren Temperaturen- langsamen Beanspruchungsgeschwindigkeiten
  • zeistand/kriechbruch • interkristallin• Sprödbruch (ABER Werkstoff muss nicht spröde sein)• Entstehung- Bildung von Kriechporen- Vereinigung zu interkristallinen Mikrorissen-> Spannungserhöhung-> Bruch• ab Temperaturen von ca. 0,4 * Ts relevant
  • zeit- /dauerbruch • i.d.R. transkristallin• beginnt an der OberflächeEntstehung- Stufenversetzungen gleiten aus Oberfläche- Versetzungen gleiten in entgegengesetzte Richtung Entstehung von Extrusionen und Intrusionen Bildung von Anrissen Bruch• Bruchflächeo mikroskopisch mit Schwingstreifen- entsprechen einem Lastwechselo makroskopisch mit Rastlinien- sind das Kennzeichen für ungleichmäßig verlaufendes Risswachstum(Stillstandzeiten, Lastüberhöhungen, Korrosion)
  • Kaltverfestigung • durch Verformen von Metallen bei Temperaturen unter derRekristallisationstemperatur kommt es zur Bildung neuerVersetzungen. Diese behindern sich gegenseitig beim Gleitenaiwodurch höhere Spannungen nötig sind um diese zu bewegen. • die Entstehung neuer Versetzungen durch eine vorhandeneVersetzung wird durch den Frank-Read-Mechanismus beschriebenbruchdehnung nimmt ab kaltverfestigung ist bei höheren temperaturen rückgängig zu machen (rekristallisation)
  • mischkristallverfestigung • Behinderung der Versetzungsbewegung aufgrund von Verzerrungen der Gitter durch unterschiedliche Atomdurchmesser der Legierungselemente • Durch Anlagerung von Fremdatomen an Versetzungen (CottrellaWolke) können diese in ihrer Bewegung behindert werden. untere Streckgrenze ergibt sich nachdem sich die Versetzungenvon der Cottrell-Wolke losgerissen haben. bruchdehnung nimmt ab
  • verfestigung durch kornverfeinerung • Behinderung der Versetzungsbewegung durch Korngrenzen, welchemit sinkender Korngröße wachsen • Bruchdehnung nimmt nicht ab
  • ausscheidungshärten • Behinderung der Versetzungsbewegung aufgrund von Ausscheidungen von Fremdatomen im Mischkristall• feine Verteilung der Ausscheidungen bringt größte Härte • Bruchdehnung nimmt ab
  • hyperelatische verformung keine lineare spannungs dehnungs beziehung tritt bei hochpolymeren wie kautschuk auf
  • anelastische verformung keine lineare spannungs dehnungs beziehung innere reibung verbraucht energie-> energieverlust steigt mit prüfungsgeschwindigkeit dehnung stellt sich aufgrund innerer reibung zeitlich verzögert ein
  • verformung durch eigenspannung • Unterscheidung von- Makroeigenspannungen- Mikroeigenspannungen- Nanoeigenspannungen • durch Änderung des Gleichgewichtszustands (z.B. Materialabtrag)- kommt es bei Makrospannungen zu makroskopischer Verformung- kann es bei Mikrospannungen zu makroskopischer Verformung kommen- kommt es bei Nanospannungen zu keine Verformung

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