14 Erholung und Rekristallisiesation

eigenschaftsänderung:

• erzeugung von punktdefekten und versetzungen

• bei größeren verformung, bildung von verformungstexturen und ausrichtung der Körper in umformrichtung

zunehmen:

• härte, streckgrenze, plastische dehngrenze, zugefestigkeit

abnehmend:

• bruchdehnung, brucheinschnürung, E Modul (wenig!!), elektrische leitfähigkeit, dichte

bei plastischer verformung werden versetzungen erzeugt

versetzungen können sich an gitterfehlern oder anderen versetzungen aufstauen

• Hemmung der versetzungsbewegung

• spannung für weitere plastische verformung steigt an

• Werkstoffversprödung

• wenn versetzungen im kristallgitter unbeweglich werden kommt es zum bruch

Alle vorgänge bei denen großwinkelkorngrenze wandern

Körner ändern ihre form durch wachsen und nachbarn aufzehren

rekristallisation führt zu kristallneubildung, vollständiger abbau der eigenschaftsänderung durch kaltverformung

• primäre und sekundäre rekristallisation

• läuft bei weichglühung und vorangegangener kaltumformung ab

• verformbarkeit wird wieder hergestellt

• wird angetrieben von der verzerrungslinie

• ist abgeschlossen wenn gesaamtes verformtes gef+ge durch neue kristalle aufgezerrt

wandern und ausheilen von punktdefekten sowie das umordnen und gegenseitige auslöschen von versetzungen

während der erholung behält jeder kristall seine äußere gestalt bei

erholungsvorgänge bewirken in der regel nur eine teilweis rückbildung des verformten zustands

weil erholungsvorgänge ohne keimbildung ablaufen ist die erholungsgeschwindigkeit am anfang am größten, klingt dann ab

Rekristallisation (benötigt rekristallisationskeime):

• inkubationszeit bis rekristallisation einsetzt

• niedrige termperatur verlängert inkubationszeit (weil keimbildung diffusionsgesteuert)

Erholung

• erfolgt sofort, kann aber nur einen teil der Härtesteigerung rückgängig machen

• erholung ist in werkstoffen hoher stapelfehlerenergie besonders ausgeprägt

In kristallen kann die versetzungsdichte reduziert werden indem sich zwei versetzungen auf der gleichen Gleitebene und in entgegengesetzem richtungfssinns gegenseitig aufheben

Stufenversetzungen:

• können die gleitebene durch klettern nach dem leerstellenmechanismus wechseln. Erhöhte temperaturen von 0.3*Ts erleichtert die dazu erforderliche diffusion

Schraubenversetzung:

• Können in materialien mit großer stapelfehlerenergie auch ohne diffusion ihre gleitebene wechseln -> quergleitung

nach erholungsglühung verbleibende versetzungen arrangieren sich mehr und mehr in einer geordneten konfiguration

kleinwinkelkippgrenze:

• spezieller fall mit nur stufenversetzung

Kleinwinkeldrehgrenze

• spezieller fall mit nur schraubenversetzung

Zellen sind gebiete von niedriger ersetzungsdichte (durch zellwände getrenn)

• Zellbildung setzt schon während der verformung ein, dies geschieht stärker, wenn stapelfehlerenergie des metalls höher

• bei erhohlungsglühung vergrößert sich die zellen auf kosten kleiner Nachbarzellen

• gegenseitifges aufheben von versetzungen verschiedenen vorzeichens kann zur bildung von subkörnern führen

wird ein werkstoff um 75% höhen/querschnittsabnahme verformt und anschließend bei verschiedenen temperaturen für jeweils eine stunde geglüht, so ist die rekristallisationstemperatur:

die temperatur bei der die beobachtete eigenschaftsänderung zur hälfte rückgängig gemacht ist

• die menge an fremdatomen hat einen einfluss auf rekristallisationstemp

• verunreinigungen von 0,001 m/o bis 0,002 m/o können die RT um mehr als 100°C erhöhen

• hemmende wirkung der rekristallisation beruht auf den atomaren größenunterschieden

Mindestmaß für die verformung nötig, kritischer reckgrad (werkstoffanhängig)

• kritischer reckgrad idR unter epsilon = 5 %

unter stetigem kornwachstum versteht man die Zeitabhängige größenänderung des mittleren korndurchmessers

• beim stetigen kornwachstum vergrößern sich viele kristalle gleichzeitig auf kosten kleinerer nachbarkristalle, die dann verschwinden. SOLANGE bis der werkstoff nach hoher umformung in eine scharfe textur rekristallisiert ist

• die Endkorngröße ist von der Glühtemperatur, dem verunreinigungsinhalt, dem gehalt an mikroskopischen einschlüssen zweiter phasen und der probenabmessung abhängig

nach sehr hohen verformungen oder bei hohen glühtemperaturen wachsen manche kristalle schneller als ihre nachbarn

• treibende Kraft ist die Kongrenzenergie, also die elastische verzerrungsenergie der gestörten grenzflächen

nur körner mit 6 ecken könnt stabil sein

falls weniger als 6 ecken sind kristalle an mind. einer grenze konvex gekrümmt -> schrumpfen

falls mehr als 6 grenzen, konvex gekrümmt -> wachstum

jehr mehr ecken, desto wahrscheinlicher wachstum

wenn stetiges kornwachstum behindert wird, mit ausnahme weniger statisch begünstigter einzelkörner

behindertes wachstum durch:

• Werkstoff nach hoher umformung in schafte textur rekristallisiert

• auflösung von dispersion zweiter phasen (meist hohe temp.)

bei unstetigem kornwachstum wachsen einzelne kristalle ungleich viel schneller als ihre nachbarn und bilden sog. riesenkörner in einer feinkörnigen matrix

• auch sekundäre rekristallisation genannt

• besonders nach sehr hohen verfromungen oder bei hohen glühtemperaturen

• sobald stetiges kornwachstum behindert wird

• sobalt individueller korndurchmesser >= doppelter mittlerer korndurchmesser