2.6 Grundlagen der Metallkunde

Question 1

Was versteht man unter dem Begriff “Elementarzelle” eines Kristallgitters?

Answer 1

Kleinstmögliches regelmäßiges Element einer Kristallstruktur, das sich in alle drei Raumrichtungen periodisch wiederholt

Question 2

Nenne die drei wichtigsten Kristallgittertypen der Metalle.

Answer 2

• kfz (Kubisch-Flächenzentriertes)
• krz (Kubisch-Raumzentriertes)
• hdp (Hexagonal-Dichtestgepacktes)

Question 3

Welche wichtigen mechanischen Eigenschaften der Metalle hängen von dem Kristallgittertyp ab?

Answer 3

• Verformung
• Härte
• Festigkeit
• Zähigkeit

Question 4

Was haben das kfz und das hdg Kristallgitter gemeinsam?

Answer 4

Atome befinden sich bei beiden auf den Zwischenflächen

Question 5

Wodurch unterscheiden sich das kfz und das hdg Gitter voneinander

Answer 5

kfz enhält 5 Atome

hdg enthält 6 und ist aus hexagonalen Grundflächen zusammengesetzt

Question 6

Was bedeutet Polymorphie bzw. Allotropie?

Answer 6

• Allotropie: Erscheinung, dass ein chem. Element in mind. 2 Strukturformen im gleichen Aggregatzustand auftritt
• Polymorphie: Substanz, kann in verschiedenen Erscheinungsformen (Kristallformen) vorkommen

Question 7

Wie sind amorphe Stoffe aufgebaut?

Answer 7

• Atome sind regellos
• besitzen verschiedene Abstände
• besitzen unterschiedlich starke Bindungen

Question 8

Begriff: “Gefüge”

Answer 8

Zusammensetzung aus Kristalliten (Körner)

Question 9

Begriff: “Quasiisotropie”

Answer 9

Vielkristalle sind scheinbar richtungsunabhängig, aber ähnlich ausgerichtet

Question 10

Wie entstehen Texturen in Metallen?

Answer 10

• durch Kristallgitterfehler, die bei Erstarrung des Metalls auftreten
• durch die Umformung des Metalls

Question 11

Vernetzungarten von Kristallen

Answer 11

• Leerstellen
• Zwischengitteratome
• Fremdatome
• Stufenversetzung
• Schraubenversetzung

Question 12

Beschreiben Sie kurz die flächenförmigen Gitterfehler

Answer 12

• Stapelfehler: Aufspaltung einer Versetzung in zwei Teilversetzungen
• Korngrenzen: trennt Bereiche unterschiedlicher Ausrichtung mit ansonsten gleicher Kristallstruktur
• Zwillingsgrenze: 2 miteinander verwachsene Kristalle, die sich an einer Ebene spiegelen

Question 13

Wie vollzieht sich die plastische Verformung in einem Metall?

Answer 13

Atome geraten in das Wirkungsfeld der nächsten benachtbarten Gitterebene und springen auf den nächsten Gitterplatz

Question 14

Welche Gitterfehler spielen bei der plast. Verformung eine große Rolle?

Answer 14

Stufenversetzung

Question 15

Was versteht man unter Verfestigung?

Answer 15

Erhöhung der inneren Spannung

Question 16

Nennen Sie die Verfestigungsmechanismen in metallischen Werskstoffen

Answer 16

• Mischkristallverfestigung
• Kaltverfestigung
• Korngrenzhärtung
• Ausscheidungshärtung

Question 17

Was wird unter Feinkornhärtung verstanden?

Answer 17

Durch Wärmebehandlung wird feineres, kleineres Korn im Gefüge erzeugt, dass mehr Gleiteben günstig liegen lässt

Question 18

Was ist Diffusion?

Answer 18

Atom- und Ionenbewegung im Raumgitter über mehr als einen Atomabstand

Durchmischung

Question 19

Voraussetzung für Diffusion

Answer 19

großer Bereich und niedrige Konzentration

Question 20

Was ist die treibende Kraft des Kornwachstums?

Answer 20

Die innere Grenzflächenenergie

Question 21

Wie erzielt man bei der Rekristallisation feinkörniges Gefüge?

Answer 21

• niedrige Glühtemp.
• niedrige Glühzeit
• feinverteilte Ausscheidungen

Question 22

Welchen Einfluss haben Versetzungen auf die Verformbarkeit von Metallen?

Answer 22

Verformbarkeit sinkt (höhere Energie im Gefüge)

Question 23

Wie funktioniert eine Mischkristallverfestigung?

Answer 23

Einbau von Fremdatomen in eine regelmäßige Kristallstruktur behindert Gleitbewegung

Question 24

Wie entsteht eine Kaltverfestigung?

Answer 24

• WS wird unter Rekristallisationstemperatur umgeformt
• Versetzungen treffen sich und behindern sich gegenseitig

Question 25

Wie härtet eine Ausscheidungshärtung?

Answer 25

Ausscheidungshärtung:
beim Auslagern bilden sich 2 Phasen (Matrix und Ausscheidung)