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Die reale Zugfestigkeit von Metallen ist viel niedriger
als die theoretische Zugfestigkeit. Welche Gitterfehler sind maßgeblich dafür verantwortlich? Bitte skizzieren Sie diese Gitterfehler.
- Versetzungen
- - Stufenversetzung
- - Schraubenversetzung
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Die reale Zugfestigkeit ist viel höher als die
theoretische Zugfestigkeit eines ideal gestörten Kristalls. Welche Gitterfehler sind dafür
verantwortlich? Bitte skizzieren Sie diese
Gitterfehler
- Interstitions- und Substitutionsatome
- Versetzungen (jeweils Skizze)
- Korngrenzen
- Ausscheidungen und Teilchen
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Welche Voraussetzung muss ein Atom erfüllen, um in einem Matrixgitter substituiert zu werden?
Unterschied im Radius von max. 15%
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Auf einen metallischen Stab wirkt in
Längsrichtung eine Zugkraft. In welcher Richtung tritt zunächst Versetzungsbewegung auf? Warum?
Versetzungsbewegung unter 45 Grad zur Zugspannung, wegen auftreten maximaler Schubspannungen.
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Nennen Sie 4 Verfestigungsmechanismen.
- Mischkristallverfestigung
- Korngrenzenverfestigung
- Teilchenverfestigung
- Versetzungsverfestigung
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Wie wirken die 4 Verfestigungsmechanismen (stichwortartig)?
- Behinderung der Versetzungsbewegung durch
- - Interstitions- und Substitutionsatome
- - Korngrenzen
- - Teilchen (Orowan- oder Kelly-Fine-Mechanismus)
- - andere Versetzungen
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Was ist die Grundlage jeder plastischen Verformung von Metallen?
Versetzungsbewegung
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Was versteht man unter kohärenten,
teilkohärenten, inkohärenten Teilchen (Skizze)?
Kohärente Teilchen: chemische Zusammensetzung weicht von der Matrix ab, annähernd gleiche Gitterstruktur. Können von Versetzungen geschnitten werden
- Teilkohärente Teilchen: chemische Zusammensetzung weicht von der Matrix ab, annähernd gleiche Gitterstruktur. Können von Versetzungen geschnitten werden.
- Inkohärente Teilchen: Gitterstruktur weicht massiv von der des Matrixgitters ab, Versetzungen können diese Teilchen nicht durchlaufen. Müssen umgangen werden.
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Wie wirkt sich eine hohe Versetzungsdichte auf die Festigkeit aus?
Je höher die Versetungsdichte, desto höher die Festigkeit. Versetungen behindern sich gegenseitig in der Bewegung.
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Was ist ein räumlicher Gitterfehler?
Gitterfehler mit 3-dimensionaler Ausdehnung: Teilchen (Ausscheidung, Dispersion)= Kristallbereich mit von der Matrix unterschiedlicher Kristallstruktur.
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Was bewirken räumliche Gitterfehler?
und von was ist der Betrag dieser Wirkung abhängig?
Festigkeitssteigerung
Abhängig von Größe, Kohärenz, Gesamtvolumen (oder Konzentration)
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Orowanmechanismus
Bei großen Teilchen mit inkohärenter Phasengrenze; Teilchen werden umgangen; Festigkeitssteigerung umso größer, je größer die Teilchen sind (abfallende Kurve).
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Kelly-Fine-Mechanismus
Bei kleinen Teilchen und Teilchen mit kohärenter Phasengrenze; Teilchen werden geschnitten; Festigkeitssteigerung umso größer, je größer die Teilchen sind (ansteigende Kurve)
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Kelly-Fine - Orowan - mechanismus
Der auftretende Mechanismus ist immer derjenige, der die geringere Festigkeitssteigerung erfordert.
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Was ist die Grundlage jeder plastischen
Verformung von Metallen?
Versetzungsbewegung
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Was versteht man unter Kaltverfestigung?Beschreiben Sie die Vorgänge im Metall und die eintretende Spannungserhöhung im Bereich der Gleichmaßdehnung
- Die eintretende Spannungserhöhung im Bereich der Gleichmaßdehnung.
- Bei einer Verformung bewegen sich Versetzungen und es entstehen neue Versetzungen. Die Versetzungen behindern sich gegenseitig in der Bewegung. Weiterhin stoßen sie an Korn- und Phasengrenzen oder werden durch andere Gitterfehler behindert. Eine Spannungserhöhung erzeugt mehr Versetzungen, die sich immer weiter gegenseitig behindern. Für eine weitere Verformung ist daher eine immer höhere Spannung notwendig
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Was ist ein punktförmiger Gitterfehler? Geben Sie
Beispiele.
Gitterfehler mit 0-dimensionaler Ausdehnung: Leerstelle, Interstitionsatome, Substitutionsatome
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Was bewirken punktförmige Gitterfehler?
Wovon hängt der Betrag der Festigkeitssteigerung ab?
Leerstellen ermöglichen die Diffusion von Matrix- und Substitutionsatomen
Interstitions- und Substitutionsatome verzerren das Matrixgitter und bewirken damit eine Festigkeitssteigerung. Sie können Versetzungen verankern und bewirken damit ebenfalls eine Festigkeitssteigerung.
Betrag hängt von der Konzentration der Gitterfehler in der Matrix und der Größe der interstitions- und Substitutionsatome ab.
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Nennen Sie 4 flächenförmige Gitterfehler
- - Korngrenzen
- - Phasengrenzen
- - Zwillingsgrenzen
- - Mikrorisse
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Was versteht man unter Kaltverfestigung?Beschreiben Sie die Vorgänge im Metall und die eintretende Spannungserhöhung im Bereich der Gleichmaßdehnung
- Die eintretende Spannungserhöhung im Bereich der Gleichmaßdehnung.Bei
- einer Verformung bewegen sich Versetzungen und es entstehen neue
- Versetzungen. Die Versetzungen behindern sich gegenseitig in der
- Bewegung. Weiterhin stoßen sie an Korn- und Phasengrenzen oder werden
- durch andere Gitterfehler behindert. Eine Spannungserhöhung erzeugt mehr
- Versetzungen, die sich immer weiter gegenseitig behindern. Für eine
- weitere Verformung ist daher eine immer höhere Spannung notwendig
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In welcher Weise hat die Korngröße
Einfluss auf die Festigkeit metallischer Werkstoffe?
- Versetzungen können Korngrenzen nicht passieren - je kleiner das Korn, desto kürzer sind die Wege, die eine Versetzung ungehindert durchlaufen kann.
- --> Je geringer die Korngröße, desto höhere Festigkeit.
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Die reale Zugfestigkeit von Metallen ist viel niedrigerals die
theoretische Zugfestigkeit. Welche Gitterfehler sind maßgeblich dafür
verantwortlich? Bitte skizzieren Sie diese Gitterfehler.
- Versetzungen
- - Stufenversetzungen
- - Schraubenversetzungen
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