Mischkristallverfestigung
Das Prinzip beruht auf dem verzerren des Gitters durch Fremdatomen.
Aufgrund deren Blockierung der Versetzungsvewegung können die gitterebenen folglich nicht mehr so leicht aufeinander abgeleiteten.
Eine Verformung tritt somit erst bei deutlich höheren Schubspannubg ein, da ein Verzerrung zusätzlich noch überwunden werden muss.
Vollständige Löslichkeit im Festen sowie im Flüssigen Zustand
Bei diesen Fall bilden die beiden Komponenten ein gemeinsames kristallgutter das sich sowohl aus den Atomen des Basisstoffes als auch aus den Legierungsatomen aufbaut.
Legierung hat einen Erstarungsbereich
Phasensysteme
(1) Schmelze (S)
(2) Mischkistall (Mk)
(3) Mischkristall + Schmelz (Mk+S)
Ursachen für die Veränderung der Werkstoffeigenschaften
Veränderung:
-erhöhte Festigkeit
-erhöhte Härte
-Herabsetzung der Zähigkeit
-Herabsetzung der Formbarkeit (Bruchdehnung)
Mit zunehmender Umformungsgrad nimmt die Anzahl der Versetzung zu.
Gittertypen
Verformbarkeit
Die Verformbarkeit bezeichnet das Verhalten , dass Stoffe zeigen wenn man versucht ihre Form mit Mechanischer Kraft zu verändern
Die Verformbarkeit hängt mit der Struktur von Metallgitter zusammen.
Wird Mechanischer Druck auf ein Metallgitter ausgeübt , so werde die Positiv geladenen Atomrümpfe gegeneinander verschoben. Da die negative geladenen Elektronen sich frei bewegen können, halten sie die Atomrümpfe auch nach dem Verschieben noch zusammen.
Elastische Verformung
Nicht bleibend Verformung
Plastische Verformung
Bleibende Verformung
Gleitsystem
Bezeichnet man die Kombination aus gleitebende und gleitrichtung.
Je mehr gleitsysteme eine gitterstruktur aufweist desto verformbarer ist das entsprechende Metall
Rückforderung
Bezeichnet man den elastischen Anteil um den sich ein verformtes Material bei Wegnahme der Kraft wieder zurückformt
Gitterfehler
Bezeichnet man die Abweichung von Idealen Aufbau einer Regelmäßigen gitterstrucktur
0-Dimensionale Gitterfehler
Punktförmige Fehler
-Leerstellen / unbesetzt
-Substitutionsatime/Ausrauschatome
-Einlagerungsatome/Zwischengitteratome
1-Dimensionale Gitterfehler
Linienförmig Fehler
-Stufenversetzung
-Versetzung
2-Dimensionale Gitterdefekt
Flächenförmige Fehler
-Korngrenzen
-Großwinkel
-Kleinwinkel
-Zwillingeskorngrenzen
-Phasengrenzen
-Stapelfehler (Lokale Abweichung)
3-Dimensionale Gitterdefekte
Volumformige Fehler
-Poren
-Ausscheidung
-Einschluss
Eigenschaften Metall
-Säurebeständige
-Druckbeständig
-Mechanische Eigenschaften (Dichte , Festigkeit,Elastizität , Plastizität,Härte )
-Korrosionsbeständig
-chemische Beständigkeit
-thermische (niedrig-Blei/Zink , Mittel-Magnesium/Kupfer und hochschmelzend-Wolfram/Eisen )
Gefüge Rechteck
(1) Temperatur Festlegen und Zustandsdiagram einzeichnen
(2) Hilfslinien ziehen soliduslinie
(3) beschriften
(4) Zwischen den Hilfslinie Diagonale
(5) ablesen von beliebigen Punkte
Hebelarmberechnen
Elementarzelle
Ist die kleinstmöglichkeit der Räumlichen Anordnung der Teilchen in einem kristallgitter (in Winkel und Länge
Gitterkonstante
Bezeichnet die Abstände zwischen den einzelne Spalten (benachbarten Strichen)
Gitterparameter
Abstände zu den Atomrümpfen
Körner
Ein einzelner Räumlich ausgedehnter Bereich eines Metallischen Stoffes mit fester Anordnung
Korngrenzen
Grenzen zwischen kristallbereichen (Körner)
Impfen
Der Schmelze , Zugabe von Fremdkeimen
-> bildet dann ein Feinkörniges Gefüge
Kaltverfestigung
Beruht auf Versetzungen die das gleiten behindert.
Je höher die Versetzungsdichtw ist , umso größer muss die äußere Spannung sein, um die Versetzung werden von Hindernissen aufgestaut diese beeinflussen die Neubildung von Versetzungen.
Wenn das Spannungsfeld größer als das von außen aufgebrachte Spannungfeld ist.
Wird die Versetzungsbildung gestoppt
Die bei Raumtemperatur entstandene geht bei hoher Temperaturen wieder verloren.
Erhöht die Festigkeit und verhindert die plastische Verformbarkeit.
Durch die kaltverformung wird die Versetzungsdichte sehr stark erhöht.
Die einzelnen Versetzungen behindern sich hierbei in ihrer Fortbewegung
Ausscheidungshärtung
Kornfeinung
Die Ausscheidungshärtung beruht auf der Versetzungsbehinderung beim schneiden oder umgehen der Ausscheidung
Die kornverfeinerung ist eine Möglichkeit zum erhöhen der Festigkeit.
Es handelt sich dabei um die Erzeugung eines feine , kleineren Korns im Gefüge durch geeignete wärmebehandlung oder Behandlung der Schmelze
Jedes Korngrenze ist ein Hindernis dadurch höhere Festigkeit ( 2 Dimensionale Gitterdefekte )
Teilchenverfestigung
Durch einbringen von fremdphaden mittels Wärmbehandlung (zb vergüten o Ausscheidungshärtung) oder pulvermetalogische verfahren behindert und dadurch die Festigkeit erhöht jedoch plastische Verformbarkeit u. Zähigkeit vermindert
Zustandsschaubilder
Verhalten: Das Verhalten ist so das die Legierung immer mit einem Haltepunkt abkühlen. Je nach Legierung tritt der Haltepunkt früher oder später ein.
Unterschied: Unterschieden sich in der Zusammensetzung der Stoffe A&B.
In dem Verhalten der Abkühlung und später in den Mechanischen Fähigkeiten der einzelnen Legierungen
Liquiduslinie = wandelt die Schmelze von Flüssig zu fest um
Soliduslinie = wandelt von der Mischphase zur reinen festphase um.
Erstarrungsbeginn= Mit Beginn der Erstarrung scheidet die reine Form der Schmelze aus , es ist ab diesem Punkt (Mk+S) oder (Mk) Vorhanden.
Durch liquiduslinie wird dr erstarrungsbeginn gekennzeichnet
Schmelze Wandel sich um von flüssig in den festen Zustand
Zuletzt geändertvor einem Jahr