Kap 14: Plastische Verformung Flashcards
Wie erfolgt plastische Verformung?
+Zeichnung
-auf den dichtest gepackten Ebenen (dpE) -in Richtung der kürzesten Burgers-Vektoren (findet man in dpE)
Schmitdsches Schubspannungsgesetz
Bedingung für plastische Verformung
Tau = Tauk
Tau = Schubspannung in einer kristallographischen Ebene
Tauk = kritische Schubspannung
Sonderfälle beim Gleiten
1.Gleitebene senktrecht zur Zugrichtung
- lambda= 90º ; x = 90º
- -> tau = 0 –> Gleiten nicht möglich Spaltbruch
- Günstig orentieres Gleiten
- lambda= 45º ; x = 45º
- -> tau = σ/2 –> vollständige Gleitung (größte Schubspannung)
–> Gleitung in Richtung der Zugkraft nicht möglich, da tau = 0 wäre
Woraus besteht ein Gleitsytem?
Gleitrichtung + Gleitebene
Gleitsystem im kfz-Gitter
- 4 nicht parallele Oktaederflächen
- in jeder Ebene 3 Gleitrichtungen
–> 12 unabhängige Gleitsysteme
Gleitsystem im krz-Gitter
- 6 nicht parallele Dodekaederflächen
- in jeder Ebene 2 Gleitrichtungen
–> 12 unabhängige Gleitsysteme
Gleitsystem im Hex Gitter (Basisgleitung)
+Beispiele
- 1 Ebene
- 3 Gleitrichtungen
–> 3 unabhängige Gleitsysteme
+Bedingung
Bsp: Zn, Cd
Gleitsystem im Hex Gitter (Prismengleitung)
- 3 nicht parallele Gleitebenen
- jeweils eine Gleitrichtung
- Bedingung
Bsp: Be, alpha-Ti
Schubspannung- Ableitung-Diagramm kfz
KURVE 1:
- Entstehung von Versetzung
- Versetzung wirken als Hindernis für weitere Versetzungen (höhere Schubspannung werden benötigt)
- Schraubenversetzungen können durch Quelgleitung ihre blockierte Gleitebene verlassen.
- -> weitere Verformung möglich
KURVE 2:
-wenn mehrere Gleitsysteme sich zu Anfang im Weg stehen, wird Einfachgleitung übersprungen
Mischkristallverfestigung
-ändert die mechanischen Eigenschaften von Festkörpern durch den Einbau von Zwischengitter- oder Substitutionsatomen
–> z.B Ag + Au Verbindung
-basiert auf punktförmigen Gitterbaufehlern
Kaltverfestigung
- Werkstoffe durch einen Umformprozess (Schmieden, Walzen) bei Raumtemperatur verarbeitet und so die Versetzungsdichte und damit die Festigkeit steigert.
- basiert auf linienförmigen Gitterbaufehlern
Plastische Verformung bei Vielkristallen
- Versetzungen sammeln sich an der Korngrenze und bilden lokale Spannungskonzentration
- Neben Korn muss genug Gleitebenen aufweisen, damit sich Versetzung ausbreiten kann
–> sonst spröder Bruch
- Bedingung für plastisches Verformung bei Polykristallen:
mind. 5 unabhängige Gleitsysteme im Korn
–> hex hat dies nicht und bricht spröde
Was sagt die Hall-Petch-Beziehung aus?
(+Formel)
-beschreibt Zusammenhang der Korngröße und Festigkeit eines Werkstoffes
–>mit feiner werdenem Korn, kann die Streckgrenze erhöht werden
–> verliert mit zunehmender Verformung ihre Gültigkeit
Gültigkeit der HP-Beziehung?
Mit zunehmender Verformung wird der Laufweg der Versetzungen nicht mehr so sehr durch die Korngrenzen bestimmt. Versetzungen mit ihren Spannungsfeldern kommen in Betracht. Da die H-P-Beziehung vom mittleren Korndruchmesser abhängig ist, verliert sie an Gültigkeit.
Wo entstehen Punktdefekte?
Nach dem Prinzip des geringsten Energieaufwandes entstehen Punktdefekte je nach ihrer Art vorzugsweise ober- oder unterhalb einer Gleitebene.
Oberhalb der Gleitebene (Gitter stark komprimiert) - Leerstellen
- kleine Substitutionsatome
Unterhalb der Gleitebene (Gitter stark aufgeweitet) - interstitielle Fremdatome
Was ist die Cotrellsche-Wolke?
bezeichnet die Ansammlung von Punktdefekten in der Umgebung von Stufenversetzungen.
Soll eine mit einer Punktdefektwolke “dekorierte” Stufenversetzung verschoben werden, wird zusätzliche Verzerrungsenergie benötigt, um die Punktdefektwolke im ungestörten Gitter einbauen zu können.
Die dafür nötige zusätzliche Spannung heißt Losreißspannung. Sie ist gleichzusetzen mit der oberen Streckgrenze.
Wie entstehen obere und untere Streckgrenzen?
- unter Stufenversetzungen lagern sich Atome an und bilden zusätzliche Bindunskräfte (Cotrellsche-Wolken)
- um Versetzung loslaufen zu lassen wird erhöhte Spannung (Losreißspannung) benötigt
- bei nächsten Wolken wir geringere Spannung benötigt
Was ist der sog. Dressierstich?
-um glatte Oberfläche beim Walzen zu gewehrleisten, werden Verformung e < 5% über die Streckgrenze hinaus getätigt
–> Stufenversetzungen werden aus Cottrellsche Wolken losgerissen
–> es entsteht keine ausgeprägte Streckgrenze
Was ist der Portevin-Le Chavilier-Effekt?
- auch dynamische Reckalterung genannt
- beschreibt das unstetige, ruckartige Fließen
- bei geringen Temperaturen sind Versetzungen schneller als Cottrellsche Wolken, die nicht mehr hinterherkommen
- bei hohen Temperaturen nimmt die Wolkengeschwindigkeit zu, wodurch es erneut Wechselwirkungen gibt
–>VVersetzung ≈ VDiff –> unsauberes o/e Diagramm
–>VVersetzung glattes o/e Diagramm
Wie entsteht das Kriechen von Metallen?
Kriechen findet auf einer GE findet statt, bis ein Hindernis erscheint
Bei höheren Temperaturen tritt jedoch das sekundäre Kriechstadium ein. Ein Atom der Versetzung diffundiert in eine Leerstellen
Versetzung kletter nach obene
Dadurch wandert die untere Atomreihe in Richtung der Kompressionszone nach oben. Das Kriechen geht jetzt weiter
