Werkstofftechnik (Fach) / Klausurvorbereitung Hs-Anhalt (Lektion)

Klausurvorbereitung

Diese Lektion wurde von Madiayou007 erstellt.

Lektion lernen

zurück  |  weiter 2 / 3

• 46- Was bewirkt die Versetzungsvervielfachung bei einer plastischen Verformung von Metallen?   · Gegenseitige Abstoßung + Blockierung an Hindernissen · Behinderung der Versetzungsbewegung Plastische Verformung aller Kristalle erfolgt ausschließlich durch die Erzeugung und Bewegung von Versetzungen
• 47- Welche Eigenschaften vermindern sich infolge einer Verformungsverfestingung ? · Verfestigung ist ein Begriff aus der Werkstoffkunde und bezeichnet die Zunahme der mechanischen Festigkeit eines Werkstoffs durch plastische Verformung. Dabei erhöht sich die werkstoffeigene Zugfestigkeit, was dazu führt, dass das Werkstoffversagen (Bruch) erst bei höheren Spannungen eintritt. · Verfestigung ist ein Begriff aus der Werkstoffkunde und bezeichnet die Zunahme der mechanischen Festigkeit eines Werkstoffs durch plastische Verformung. Dabei erhöht sich die werkstoffeigene Zugfestigkeit, was dazu führt, dass das Werkstoffversagen (Bruch) erst bei höheren Spannungen eintritt,
• Eine Legierung (von lateinisch ligāre, wörtlich „binden, vereinen“) ist ein metallischer Werkstoff, der aus mindestens zwei Elementen besteht, die gemeinsam das metalltypische Merkmal des kristallinen Aufbaus mit Metallbindung aufweisen. Das Verhalten der Elemente in einer Legierung und ihr Einfluss auf deren Eigenschaften sind in der Regel von drei Faktoren abhängig: Art und Anzahl der Legierungspartner, ihrem Massenanteil an der Legierung sowie der Temperatur. Diese Faktoren bestimmen die jeweilige Aufnahmefähigkeit, das heißt Löslichkeit des einen Elementes im anderen und ob die Legierungspartner Mischkristalle oder Gemische aus reinen Kristallen (auch Kristallgemische) der jeweiligen Legierungskomponenten bilden. Eine Legierung (von lateinisch ligāre, wörtlich „binden, vereinen“) ist ein metallischer Werkstoff, der aus mindestens zwei Elementen besteht, die gemeinsam das metalltypische Merkmal des kristallinen Aufbaus mit Metallbindung aufweisen. Das Verhalten der Elemente in einer Legierung und ihr Einfluss auf deren Eigenschaften sind in der Regel von drei Faktoren abhängig: Art und Anzahl der Legierungspartner, ihrem Massenanteil an der Legierung sowie der Temperatur. Diese Faktoren bestimmen die jeweilige Aufnahmefähigkeit, das heißt Löslichkeit des einen Elementes im anderen und ob die Legierungspartner Mischkristalle oder Gemische aus reinen Kristallen (auch Kristallgemische) der jeweiligen Legierungskomponenten bilden.
• Was sind 0-dimensionale Gitterbaufehler Idealkristalle weisen keine Gitterbaufehler auf. Realkristalle haben Gitterbaufehler 0-dimensional: Leerstellen, Fremdatome ( Leerstellen erleichtern die Platzwechsel von Atomen ) 1-dimensional: Versetzungen ( Versetzungen bewirken, daß Metalle bei Verhältnismäßig niedrigen Spannungen plastisch verformt werden können 2- dimensional: Korngrenzen, Phasengrenzen, Zwillingsgrenzen, Stapelfehler
• Was ist Festigkeit Festigkeit ist Widerstand gegen Formänderung bzw.Bruch
• Mechanische Werkstoffprüfung mechanische Eigenschaften: - Verformbarkeit, Formänderungsvermögen (Elastizität, Plastizität) - Festigkeit (Widerstand gegen Formänderung bzw.Bruch) - Bruchwiderstand (Zähigkeit)
• Verformung Da Werkstoffe nicht vollkommen starr sind, werden sie unter Einwirkung einer Spannungen verformt. Die Verformung eines Werkstücks kann zum Beispiel in Form einer Stauchung, Dehnung, Biegung, Verdrillung etc. auftreten. Es kommt immer auf die Art der mechanischen Belastung an wie sich ein Bauteil verformt.Die verschiedenen Werkstoffe lassen sich bekannter Weise unterschiedlich schwer oder leicht verformen. Und Werkstoffe können unterschiedlich auf Belastungen reagieren.
• Wie unterscheiden sich elastische und plastische Verformung Von einer elastischen Verformung spricht man, wenn sich ein Werkstoff bzw. ein Bauteil nach einer Belastung wieder in den Ausgangszustand zurückformt.  Das heißt die elastische Verformung besteht über die Zeit, in der eine entsprechende Belastung einwirkt.Solange die Belastung nicht groß genug ist, um Atomwanderungen zu bewirken, bleibt es bei einer rein elastischen Verformung. Das Gitter des Metalls wird verformt (z.B. zusammengedrückt, gedehnt etc.), danach bewegen sich jedoch alle Atome wieder zurück in ihre ursprüngliche Lage. Bauteile sollte grundsätzlich nur so stark belastet werden, das eine elastische Verformung vorliegt. Wie man die Verformung unter eine Last berechnet, beschreibt das hookesche Gesetz. 
• Plastische Verformung Plastische VerformungSind die Belastungen und die dadurch ausgelösten Spannungen im Bauteil zu groß, kommt es zur plastischen Verformung des Werkstoffs bzw. des Metalls. Bei der plastischen Verformung kehrt ein Bauteil nicht wieder zu 100% in die ursprüngliche Form zurück – man spricht hier auch von der Formänderung. Ein Teil der Verformung ist nach wie vor elastisch und somit reversibel, nur ein bestimmter Teil ist plastisch und bleibt dauerhaft bestehen. Ist die Kraft, die auf das Bauteil wirkt zu groß, kann es im Extremfall auch zur Zerstörung (z.B. Bruch) kommen.Im Maschinenbau sollten Bauteile nicht so belastet werden, dass es zur plastischen Verformung kommt.
• Plastische Verformung Plastische VerformungKristalline Werkstoffe können plastisch verformt werden, da sie die Fähigkeit besitzen ihre Realstruktur zu verändern. Dies geschieht hauptsächlich durch die Bewegung von Versetzungen. Die Plastizität ist eine besonders wichtige Eigenschaft, durch die es erst möglich ist Fertigungsverfahren wie Walzen, Ziehen und Schmieden zur Formgebung anzuwenden. Nicht zuletzt ist diese Eigenschaft in der Fahrzeugherstellung ein wichtiges Sicherheitskriterium, da gerade bei Fahrzeugunfällen oft große Belastungen auftreten, die durch eine plastische Verformung teilweise oder gänzlich abgebaut werden können.
• Viskose Verformung Viskose VerformungDie viskose Verformung tritt besonders bei amorphen Werkstoffen auf. Das viskose Fließen ist ein Vorgang, der eine kooperative Bewegung von Molekülen darstellt. Die Geschwindigkeit in der diese Verformung stattfindet, ist immer von dem Viskositätskoeffizienten und somit auch von der Temperatur abhängig. Der Umbau der Gitterbausteine findet hier durch voneinander unabhängige Diffusionsvorgänge statt. Während dieser Vorgänge dienen Groß- und Kleinwinkelkorngrenzen als Leerstellenquellen und -senken, wodurch ein Gradient der Leerstellenkonzentration entsteht, welcher einen Diffusionsfluss von Leerstellen, oder Atomen in entgegengesetzte Richtung auslöst. Als Folge tritt eine Änderung der Form an den Grenze der Gefügebestandteile auf.  Somit ist das viskose Fließen ein Vorgang der sich selber so koordiniert, dass der Zusammenhalt an den Korngrenzen nicht gestört wird. Der Materialfluss erfolgt von Druckspannungsgebieten hin zu Zugspannungsgebieten.
• Merke Wird ein Körper mechanisch beansprucht, so treten im Körper Reaktionskräfte auf, die im Gleichgewicht mit den äußeren Kräften stehen. Diese flächenbezogenen Reaktionskräfte bezeichnet man als Spannung. Tritt eine Spannung auf, gilt es zunächst zu klären um welche Art von Spannung es sich handelt. Eine Spannung, die senkrecht zur Fläche wirkt, bezeichnet man als Normalspannung $\sigma $. Wirkt die Spannung hingegen in der Fläche, so ist dies eine Schubspannung $\tau $. Normalspannungen können als Zugspannungen eine Verlängerung, oder als Druckspannungen eine Verkürzung des Körpers bewirken.  Schubspannungen führen hingegen zu einem Abscheren um den Winkel $\gamma $. Zur mathematischen Beschreibung von Spannungen nutzt man die anschließenden Gleichungen: $\sigma = \epsilon E $ für Normalspannungen und $\tau = \gamma G $ für Schubspannungen. Hierbei steht $\gamma $ für den bereits beschriebenen Abscheerungswinkel, $ E $ für das Elastizitätsmodul, $\epsilon $ für die Querkontraktionszahl bei Querschnittsminderungen durch Zugspannungen und $ G $ für das Schubmodul.  Das elastische Verhalten eines Werkstoffs lässt sich durch ein mittleres Elastizitäts- und Gleitmodul beschreiben. Dennoch muss beachtet werden, dass einzelne Kristallite unterschiedliche elastische Verhalten in der Beanspruchungsrichtung aufweisen. Es muss zudem beachtet werden, dass durch die elastische Verformung ein Ausgleich erfolgen muss, welcher sich in einer ungleichmäßigen Spannungsverteilung im mikroskopischen Bereich niederschlägt.   Die elastische Verformung eines Körpers ist nichts anderes als eine kurzweilige Entfernung zweier Bausteine aus ihrer Ruhelage. Je Größer der Abstand zwischen diesen wird, umso größer wird auch die Kraft, die versucht die Atome wieder in die vorherige Gleichgewichtslage zurück zu holen. Bei duktilen Werkstoffen ist elastische Verformung zudem der Vorläufer der bleibenden Verformung. Bei spröden Werkstoffen wie Keramiken oder Glas ist hingegen nur eine elastische Verformung von weniger als 1 % möglich. Anders verhält sich dies bei Hochpolymeren, diese weisen aufgrund ungeordneten Struktur und lockereren Bindungen eine gute elastische Verformbarkeit auf.
• Merke Das Gleitsystem ist ein Begriff aus der Kristallmechanik. Er beschreibt mittels Gleitebene und Gleitrichtung die Verformung von Metallen durch Versetzungsbewegung.
• Was sind Gleitebenen und Gleitrichtungen? Die Gleitebenen bilden in einem Kristall die Ebenen zwischen Atomlagen mit dichtester Packung und großem Schichtabstand. In ihnen findet bei Verformung die Versetzungsbewegung statt, da die relativ kleinste kritische Schubspannung benötigt wird. Gleitebenen werden mit den in der Kristallographie üblichen millerschen Indizes gekennzeichnet. Typische Beispiele sind die {111}-Ebene im kubisch-flächenzentrierten Gitter und die {110}-, und {112}-Ebenen im kubisch-raumzentrierten Gitter. Im hexagonalen Kristallsystem ist meistens {0001} die Gleitebene. Die Gleitrichtung ist die Richtung dich(tes)ter Atompackung und somit die Richtung, in die das Gleiten der Atomschichten mit relativ kleinstem Energieaufwand möglich ist. Typische Beispiele sind die <110>-Richtung im kubisch-flächenzentrierten Gitter und die <111>-Richtung im kubisch-raumzentrierten Gitter. Im hexagonalen Kristallsystem ist meistens <1120> Gleitrichtung.
• Dichteste Kugelpackung Eine dichteste Kugelpackung ist die geometrische Anordnung unendlich vieler Kugeln gleicher Größe im 3-dimensionalen Raum in der Weise, dass diese einander nur berühren und nicht überlappen und dabei den verbleibenden Leerraum minimal lassen. Eine solche Anordnung ergibt sich, wenn viele Kugeln schichtweise gestapelt werden. Innerhalb einer Schicht berührt dabei jede Kugel sechs Nachbarkugeln
• Beurteilen Sie die Verformbarkeit der Kristallgitterarten krz,kfz und hdp mit sehr stark, stark und gering. Geben Sie beispielhaft Werkstoffe an.                    Kfz:                             krz                                hdp Gleitsystme: viele(12=4Ex3R)   viele(12=6Ex2R)             Wenige(3=1Ex3R) Erforderliche Kräfte: gering        groß                                  gering Verformbarkeit: Sehr stark          stark                                  gering Bsp. Al, Cu, Ni, Game-Fe            Alpha-Fe, Mo, Cr              Mg, Alpha-Ti
• .Erklären Sie, warum die KFZ-Metalle besser verformbar sind als die KRZ-Metalle, obwohl beide die gleiche Anzahl von Gleitsystemen besitzen! Die KFZ-Kristalle hat die höhere Packungsdichte, dadurch sind die Atome nicht so stark ineinander verschränkt/verzahnt und können besser aneinander abgleiten. (KRZ-Kristalle haben eine geringere PD => stärker verschränkt => schlechter Verformbar.)
• Merke KRZ Packungsdichte:68 Gleitsysteme: 12 Koordinationszahl: 8 KFZ Packungsdichte: 74 Gleitsysteme: 12 Koordinationszahl: 12 HDP/Hexagonal Packungsdichte: 74 Gleitsysteme: 3 Koordinationszahl: 12
• Warum lässt sich das kubisch flächenzentrierte Aluminium besser verformen als das hexagonale Magnesium? Im kubisch flächenzentrierten Gitter ist die Warscheinlichkeit, dass die grösste Schubspannung in eine Gleitebene fällt, viermal so gross wie im hexagonalen Gitter.
• Warum lässt sich ein Werkstoff mit kfz-Gitterstruktur besser plastisch verformen als ein Werkstoff mit hexagonaler Gitterstruktur? Im kubisch flächenzentrierten Gitter ist die Warscheinlichkeit, dass die grösste Schubspannung in eine Gleitebene fällt, viermal so gross wie im hexagonalen Gitter.
• Was sind die Ursachen der Verformungsverfestigung? (Kaltverfestigung) Werkstoff setzt sich mit zunehmender Verformung zunehmend größeren Widerstand gegen Formänderung entgegen (Widerstand gegen plastische Verformung steigt)
• Welche Art von Atomen( Einlagerungs- oder Austauschatome) bewirkt eine stärkere Mischkristallverfestigung? Geben Sie jeweils Beispiele für den Werkstoff Eisen an. Fremdatome auf Zwischengitterplätzen heißen Einlagerungs- oder interstitielle Atome.
• Legierung Eine Legierung ist eine Mischung mindestens zweier chemischer Elemente, von denen mindestens eines ein Metall sein muss.
• Phasen der Legierung sind Mischkristalle (z.B. Cu-Ni, Fe-Cr) Nichtmetallische Phasen (z.B. Graphit in Gusseisen, Silizium in AlSi-Legierungen) Intermediäre Phasen z.B. (Fe3C, TiN) Intermetallische Phasen (z.B. Al2Cu)
• Gefügeänderungen Elastische Verformung: durch äußere Kräfte reversibel, geht bei Entlastung vollständig zurück Belastung < Streckgrenze Plastische Verformung: Verformung bleibt bestehen, irreversibel Belastung > Streckgrenze Exkurs: Bruch Zerstörende Verformung Belastung > Zugfestigkeit
• Phasengrenzen Intermediäre Phasen weisen eine Kristallstruktur auf, die sich von denen der beteiligten Komponenten unterscheidet.
• Intermediäre bzw. intermetallische Phasen Gefügeänderungen wie Erstarren, Lösungs- und Ausscheidungsvorgänge, Umwandlungsvorgänge, Bildung neuer Phasen sind stets mit einer Änderung der Zustandsgrößen Temperatur, Druck (gewöhnlich konstant) und Konzentration verbunden.
• Benennen Sie den Unterschied zwischen elastischer und plastischer Verformung! Der Zugversuch ist der wichtigste Versuch der mechanischen Werkstoffprüfung. Er dient zur Bewertung der Festigkeits- und Verformungs-eigenschaften von Werkstoffen unter momentenfreier, monoton ansteigender Zugbelastung. Das Ergebnis des Zugversuchs sind Kennwerte der Festigkeit und des Formänderungsvermögens eines Werkstoffs, die die Grundlage für eine sichere Bauteilauslegung bilden.
• Ursache der Verformungverfestigung Bei plastischer Verformung verfestigt sich der Werkstoff ( Verformungs- oder Kaltverfestigung). Ursache ist die stetig zunehmende Versetzungsdichte
• Merke Die Verformungsverfestigung bei der Kaltverformung wird häufig absichtliche herbeigefahrt, um höhere Festigkeiten des Materials nutzen zu könne.
• Der Verformungswiderstand eines metallischen Werkstoffes steigt mit sinkender Temperatur und zunehmender Formänderungsgeschwindigkeit Der Verformungswiderstand eines metallischen Werkstoffes steigt mit sinkender Temperatur und zunehmender Formänderungsgeschwindigkeit
• Bei der kaltumformung verfestigt sich der metallische Werkstoff; physikalische und chemische Eigenschaften ändern sich teilweise ebenfalls Bei der kaltumformung verfestigt sich der metallische Werkstoff; physikalische und chemische Eigenschaften ändern sich teilweise ebenfalls
• Ein Bruch ist die Trennung eines Werkstoffs infolge von Anrissbildung und der Ausbreitung des Risses ( Rissfortschritt) Ein Bruch ist die Trennung eines Werkstoffs infolge von Anrissbildung und der Ausbreitung des Risses ( Rissfortschritt)
• Bei einem Bruch werden die Bindungen in einem Bauteil oder einer Probe komplett überwunden. Die Trennung erfolgt dabei immer nur örtlich, also über Anrissbildung und Risswachstum Bei einem Bruch werden die Bindungen in einem Bauteil oder einer Probe komplett überwunden. Die Trennung erfolgt dabei immer nur örtlich, also über Anrissbildung und Risswachstum. Je nach Beanspruchungscharakteristik und Realstruktuk des Werkstoffs ergeben sich ganz typische Erscheinungsformen des Bruchs. Es wird unterschieden in: 1- Gewaltbruch durch stetig zunehmende Belastung (Sprödbruch, Verformungsbruch) 2- Dauerbruch durch eine schwingende Belastung
• Beschreiben Sie die Verformungsverfestigung (Mechanismus, Auswirkungen)! Der Verformungsverfestigung bei der Kaltumformug wird häufig absichtlich herbeigeführt, um höhere Festigkeiten des Materials nutzen zu könne. Der Verformungswiderstand eines metallischen Werkstoffes steigt mit sinkender Temperatur und zunehmender Formänderungsgeschwindigkeit.
• Versetzungsarten Versetzungsbewegung bewirkt Abgleiten von zwei Kristallbereichen gegeneinander makroskopisch: sehr geringe plastische Verformung des Werkstücks hierfür benötigte Energie viel geringer als bei starrem Abgleiten der Kristallbereiche gute plastische Verformbarkeit von Metallen durch Verformung mittels Versetzungsbewegungen Versetzungen (werden als Schatten im Durchstrahlungsbild sichtbar) Versetzungsarten Versetzungsbewegung bewirkt Abgleiten von zwei Kristallbereichen gegeneinander makroskopisch: sehr geringe plastische Verformung des Werkstücks hierfür benötigte Energie viel geringer als bei starrem Abgleiten der Kristallbereiche gute plastische Verformbarkeit von Metallen durch Verformung mittels Versetzungsbewegungen Versetzungen (werden als Schatten im Durchstrahlungsbild sichtbar)
• Versetzungen Kaltverformung: Verfestigung durch Behinderung der Versetzungsbewegungen auf Grund von neu erzeugten Versetzungen Versetzungen Kaltverformung: Verfestigung durch Behinderung der Versetzungsbewegungen auf Grund von neu erzeugten Versetzungen
• Was bewirkt die Versetzungsvervielfachung bei einer plastischen Verformung von Metallen? Die Versetzung ist in der Werkstoffwissenschaft ein Modell für einen eindimensionalen Gitterfehler in einem Kristall. Sie kann beispielsweise entstehen beim Kristallwachstum (z. B. aus der Schmelze oder in Gasphasenabscheidung), im bestehenden Kristall infolge von Eigenspannungen oder bei der plastischen Verformung. Plastische Verformung von Kristallen erfolgt meistens unter Erzeugung und Bewegung von Versetzungen.Die Versetzung wird durch eine Versetzungslinie dargestellt. Sie kann nicht im Inneren eines Kristalls enden. Man unterscheidet zwei Grundtypen von Versetzungen, die Stufenversetzung und die Schraubenversetzung. Ein wichtiges Merkmal zur Charakterisierung einer Versetzung ist der Burgersvektor
• Er werden bei plastischer Verformung Versetzungen bewegt. Gleichzeitig enstehen aber bei der Verformung ständig neue Versetzungen (Versetzungsvervielfachung), die sich gegenseitig in ihrer Beweglichkeit behindern. Er werden bei plastischer Verformung Versetzungen bewegt. Gleichzeitig enstehen aber bei der Verformung ständig neue Versetzungen (Versetzungsvervielfachung), die sich gegenseitig in ihrer Beweglichkeit behindern.
• Welche Eigenschaften vermidern sich infolge einer Verformungsverfestigung? Bei Erreichen der Erholungstemperatur verringert sich zunächst die Zahl der punktförmigen Kristallbaufehler. Insbesondere heilen die Leerstellen bin zu temperaturabhängigen Gleichgewichskonzentration aus. Dadurch ergibt sich zwar noch keine wesentliche Verminderung der Verformungsverfestigung, wohl aber eine merkliche gestufte Herabsetzung des elektrischen Widerstandes
• Die Korngröße in einem Gefüge ist abhängig von den Legierungselementen der Wärmebehandlung der Wärmeumformung der Abkühlgeschwindigkeit Ein Gefüge aus feinen, kleinen Körnern kühlt schneller ab, hat eine höhere Keimbildungsgeschwindigkeit und Kornwachstumsgeschwindigkeit gegenüber einem Grobkorngefüge. Die Korngröße in einem Gefüge ist abhängig von den Legierungselementender Wärmebehandlungder Wärmeumformungder AbkühlgeschwindigkeitEin Gefüge aus feinen, kleinen Körnern kühlt schneller ab, hat eine höhere Keimbildungsgeschwindigkeit und Kornwachstumsgeschwindigkeit gegenüber einem Grobkorngefüge.
• Warum ist ein Feinkorngefüge festigkeitssteigernd? Die Festigkeit (Formelzeichen [bei Metallen]: Rm) wird durch die Korngröße beeinflusst. Viele kleine Korngrenzen stellen sich einer Verformung durch äußere Krafteinwirkung in den Weg, die Verschiebung oder Versetzung der Atome im Korn wird an einer Korngrenze aufgehalten. Daher bedeuten viele kleine Körner eine höhere Festigkeit gegenüber größeren (und daher weniger) Körnern, dies ist jedoch nur bei (elementabhängiger, relativer) niedriger Temperatur der Fall. Bei (relativ auf das Material bezogen) höheren Temperaturen ist die Festigkeit mit vielen, kleinen Körnern jedoch niedriger als mit weniger, größeren Körnern, da die Korngrenzen schneller erweichen oder sich verflüssigen und das Material so schneller zum Fließen kommt.
• Kornfeinung ist eine Möglichkeit zum Erhöhen der Festigkeit metallischer Werkstoffe. Es handelt sich dabei um die Erzeugung eines feineren, kleineren Korns im Gefüge durch geeignete Wärmebehandlung oder Behandlung (Impfen) der Schmelze. Die Feinkornhärtung ist das einzige Härteverfahren auf Basis von Gitterfehlern (in diesem Fall den Korngrenzen), bei dem sowohl Festigkeit als auch Duktilität erhöht werden.[1] Kornfeinung ist eine Möglichkeit zum Erhöhen der Festigkeit metallischer Werkstoffe. Es handelt sich dabei um die Erzeugung eines feineren, kleineren Korns im Gefüge durch geeignete Wärmebehandlung oder Behandlung (Impfen) der Schmelze. Die Feinkornhärtung ist das einzige Härteverfahren auf Basis von Gitterfehlern (in diesem Fall den Korngrenzen), bei dem sowohl Festigkeit als auch Duktilität erhöht werden.[1]
• Die Kornfeinung erhöht die Festigkeit von metallischen Werkstoffen (ohne Minderung der Zähigkeit) durch Absenken ihrer Übergangstemperatur. Eine mögliche Erklärung hierfür ist, dass durch die Herabsetzung des Schermoduls an Korngrenzen die Erzeugung von Versetzungen erleichtert wird.[4] Eine andere geht davon aus, dass ein Riss an jeder Korngrenze seine Richtung ändern muss. Dies verringert beispielsweise die Neigung des Stahls zur Entstehung von Warmrissen. Die Kornfeinung erhöht die Festigkeit von metallischen Werkstoffen (ohne Minderung der Zähigkeit) durch Absenken ihrer Übergangstemperatur. Eine mögliche Erklärung hierfür ist, dass durch die Herabsetzung des Schermoduls an Korngrenzen die Erzeugung von Versetzungen erleichtert wird.[4] Eine andere geht davon aus, dass ein Riss an jeder Korngrenze seine Richtung ändern muss. Dies verringert beispielsweise die Neigung des Stahls zur Entstehung von Warmrissen.
• Wie verändert sich die Vestigkeit ( Gleichung angeben) in Abhängigkeit von der Korngröße? Warum kommt es zu diesem Effekt? Der bekannsteste Einfluß des Gefüges auf die mechanische Eigenschaften ist die Abhängigkeit der Streckgrenze (bzw. Dehngrenze) von der Korngröße. Mit abnehmendem Korndurchmesser die Dehngrenze wächst. Mit anderen Worten: je feiner das Korn, desto höher die Festigkeit http://www.chemie.de/lexikon/Kornfeinung.html
• Beschreibt den Einfluss der Korngröße auf die Streckgrenze σ = σ0 + α∙d^-1/2 Beschreibt den Einfluss der Korngröße auf die Streckgrenze σ = σ0 + α∙d^-1/2
• Rekristallisation Rekristallisation beschreibt in der Metallkunde den Abbau von Gitterfehlern in den Kristalliten durch Neubildung des Gefüges aufgrund von Keimbildung und Kornwachstum. Ursache für die Festigkeitsabnahme durch die Rekristallisation ist der Abbau von Versetzungen. Wenn die Rekristallisation während der Umformung abläuft, dann spricht man von dynamischer Rekristallisation, nach dem Abschluss der Umformung erfolgt statische Rekristallisation. Ein Vorläufer der Rekristallisation ist (insbesondere bei kubisch raumzentrierten Metallen) die dynamische oder statische Erholung, die durch Umordnung von Gitterfehlern zu einem Festigkeitsabbau führt.
• An welche Voraussetzungen ist der Vorgang der Kristallerholung bzw. der Rekristallisation geknüpft Ein Rekristallisationsgefüge entsteht aufgrund eines Keimbildungs- und Keimwachstumsvorganges. Dadurch entsteht das Bestreben die Folgen der plastischen Verformung (erhöhte Versetzungsdichte, Gitterspannungen) wieder zu beseitigen.
• Unter welchen Voraussetzungen findet eine Rekristallisation statt? Ein Rekristallisationsgefüge entsteht aufgrund eines Keimbildungs- und Keimwachstumsvorganges. Dadurch entsteht das Bestreben die Folgen der plastischen Verformung (erhöhte Versetzungsdichte, Gitterspannungen) wieder zu beseitigen.
• Was ist eigentlich … Rekristallisation? Rekristallisation beschreibt in der Metallkunde den Abbau von Gitterfehlern durch Neubildung des Gefüges aufgrund von Keimbildung und Kornwachstum. Was bedeutet das? Ausgangspunkt ist die Beobachtung, dass ein metallischer Werkstoff, wenn man ihn bei Raumtemperatur verformt, z.B. durch wiederholtes Hin-und-her-Biegen, fester wird. Wir sagen: der Werkstoff verfestigt. Da Raumtemperatur, verglichen mit sonst üblichen Temperaturen, bei der Metallverarbeitung eher kalt ist, sprechen wir auch von Kaltverfestigung. Was passiert nun bei der Kaltverfestigung? Die Verformung metallischer Werkstoffe ist ganz wesentlich von Versetzungen[ Das sind Fehler im Kristallaufbau, die durch ihre Bewegung jede beliebige makroskopische Formänderung des Werkstoffs erzeugen können] abhängig. Wird nun die Bewegung der Versetzungen behindert, kann sich der Werkstoff nicht mehr weiter verformen, er wird zunehmend fester. Wie können wir die Bewegung von Versetzungen behindern? Ganz einfach, indem wir immer mehr Versetzungen [ Das sind Fehler im Kristallaufbau, die durch ihre Bewegung jede beliebige makroskopische Formänderung des Werkstoffs erzeugen können] in den Werkstoff hineinpacken. Dann kommt es zum Stau, wie auf der Autobahn. Unser kaltverfestigter Werkstoff enthält also ziemlich viele Versetzungen, die sich alle gegenseitig daran hindern, durch den Werkstoff zu laufen.

zurück  |  weiter 2 / 3