Kap 16: Erholung und Rekristallisation Flashcards
Wofür gibt es die Erholung und Rekristllisation?
-Rückgängig machen der Festigkeitssteigerung durch plastische Verformung –>Festigkeit entsteht durch hohe Dichte in Versetzungen
Def: Rekristallisation
Alle Vorgänge, bei denen Großwinkelkorngrenzen wandern.
- durch Keimbildung kommt es kommt es zur Neubildung und Wachstum von Kristallen/Körner.
- treibende Kraft: Abbau der Verzerrungsdichte
- > primäre Rekristallisation
- > sekundäre Rekristallisation
Def: Erholung
Wandern und Ausheilen von Punktdefekten sowie das Umordnen und gegenseitige Auslöschen von Versetzungen
–> Versetzungen sammeln sich in Subkorngrenzen an
–> geometrisch notwendige Versetzung erforderlich, damit die geometrische Form beibehalten wird
-
–> Metalle mit hoher Stapelfehlerenergie neigen zur Erholung (AL hoch, Cu niedrig)
Ablauf/Unterteilung der Erholung
(was ist treibende Kraft)
–> elektrischer Widerstand als Indikator von Erholungsvorgängen
(wird durch alle Gitterbaufehler erhöht)
Beispiele Rekombination von Stufen- und Schraubenversetzungen
–> Wenn zwei Versetzungen mit unterschiedlichem Vorzeichen aufeinander treffen, heben diese sich auf
-kann durch Klettern von Stufenversetzungen unterstützt werden
(T > 0,3 Ts erforderlich)
-Schraubenversetzungen können in Materialien mit großer Stapelfehlerenergie auch ohne Diffusion ihre Gleitebene wechseln. (-> Quergleitung)
Def: Kleinwinkelkorngrenze
Nach Erholungsglühung verbleibende Versetzungen arrangieren sich mehr und mehr in einer geordneten Konfiguration.
Kleinwinkelkippgrenze
-> spezieller Fall mit nur Stufenversetzungen
Kleinwinkeldrehgrenze
-> spezieller Fall mit nur Schraubenversetzungen
Def: Zellbildung
- weiterer Mechanismus der Erholung
- Zellen sind Gebiete sehr niedriger Versetzungsdichte. Sie sind durch sog. Zellwände voneinander getrennt
- Zellbildung setzt schon während der Verformung ein, dies geschieht stärker wenn die Stapelfehlerenergie d. Metalls höher ist
- bei Erholungsglühung vergrößern sich die Zellen auf Kosten kleiner Nachbarzellen
- gegenseitiges Aufheben von Versetzungen verschiedenen Vorzeichens kann zur Bildung von Subkörnern führen. Subkörner sind getrennt durch Kleinwinkelkorngrenzen.
Def. primäre Rekristallisation
- > Läuft bei Weichglühung bei vorangegangener Kaltumformung ab.
- > Verformbarkeit wird wieder hergestellt.
- > Wird angetrieben von der Verzerrungsenergie (Linienenergie).
Die Primäre Rekristallisation ist abgeschlossen, wenn das gesamte verformte Gefüge durch neue Kristallite aufgezehrt ist.
Zusatz:
benötigt Keimbildungs- und Wachstumsphase
Treibende Kraft für primäre Restkristallisation
Abbau der Verzerrungsenergie W1
W1 = N * G * b2
N = Versetzungsdichte
G = Gleitmodul
b = Burgers-Vektor
Wie läuft Keimbildungsphase ab?
-durch Vereinigung von Subkörner
–> Gleitebene können zufällig aufeinander treffen, wodurch Korngrenze verschwindet
-ist erst ab bestimmter Größe möglich
–> Wahrscheinlichkeit für Keimbildung steit mit zunemender Temperatur
Welchen Einfluss hat die Stapelfehlerengergie bei Erholung und Rekristallisation?
je höher die Stapelfehlerenergie, desto eher die Chance, dass es zu Beginn der Glühung sowohl Erholung als auch Rekristallisation gibt
z.B bei Aluminium
–> bei geringer Stapelfehlerenergie gibt es keine Erholungsvorgänge
Wovon hängt die Rekristallisation ab?
- plastischer Verformung
- Glühtemperatur
- Glühdauer
–> alle Angaben immer notwendig, da sie voneinander abhängen
Def. Rekristallisationstemperatur
Verformung 75% und Glühung 1h sind fest
–> Temperatur, bei der die durch Kaltverformung bewirkte Eigenschaftsänderung um 50% rückgängig gemacht wird
Welchen Einfluss haben Fremdatome auf die Rekristallisationstemperatur?
-durch Fremdatome steigt die Rekristallisationstemperatur an
–> Grund dafür: Differenz der Atomradien beider Werkstoffe
Erkläre das Diagramm
-WK mit höchster Vorverformung besitzt größte VICKERS-Härte
–> mehr Versetzungen
- WK mit höchster Vorverformung beginnt Rekristallisation zuerst
- WK mit höchster Vorverformung hat am Ende des Prozesses die höchste Härte
–> meiste Keimbildung bei harten WK
–> Hall-Petch- Beziehung
(Kaltverfestigung)
Unstetiges Kornwachstum
Beim unstetigen Kornwachstum wachsen einzelne Kristalle ungleich viel schneller als ihre Nachbarn und bilden sog. Riesenkörner in einer feinkörnigen Matrix.
-> auch sekundäre Rekristallisation genannt
Was ist die treibende Kraft bei der sekundären Rekristallisation?
-Abbau der in den Korngrenzoberflächen gespeicherte Verzerrungsenergie W2
Wann tritt sekundäre Rekristallisation auf?
wenn stetiges Kornwachstum behindert wird, mit Ausnahme weniger statistisch begünstiger Einzelkörner
Behinderung des Wachstums durch:
- Werkstoff nach hoher Umformung in scharfe Textur rekristallisiert
- Auflösung von Dispersion zweiter Phasen (meist bei hohen Temp.)
Wovon hänft die Richtung der Korngrenzwanderung ab?
- nur Körner mit mind. 6 Ecken können stabil sein
- falls weniger als 6 Ecken sind die Kristalle an mind. einer Grenze Konvex gekrümmt-> Wachstum ins eigene Zentrum gerichtet
- falls mehr als 6 Ecken vorliegen findet man konkav gekrümmte Grenzen> Wachstum nach aussen gerichtet
Je mehr Ecken ein Kristallit besitzt umso wahrscheinlicher ist sein Wachstum
–> Ostwald-Reifung:
“die Großen fressen die Kleinen”
In welche 3 Stufen erfolgt die Eigenschaftänderung des plastisch verformten Werkstoffs?
- Erholung
- Rekristallisation
- Kornwachstum
