Kap 16: Erholung und Rekristallisation

Question 1

Wofür gibt es die Erholung und Rekristllisation?

Answer 1

-Rückgängig machen der Festigkeitssteigerung durch plastische Verformung –>Festigkeit entsteht durch hohe Dichte in Versetzungen

Question 2

Def: Rekristallisation

Answer 2

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

Question 3

Def: Erholung

Answer 3

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)

Question 4

Ablauf/Unterteilung der Erholung

(was ist treibende Kraft)

Answer 4

–> elektrischer Widerstand als Indikator von Erholungsvorgängen

(wird durch alle Gitterbaufehler erhöht)

Question 5

Beispiele Rekombination von Stufen- und Schraubenversetzungen

Answer 5

–> Wenn zwei Versetzungen mit unterschiedlichem Vorzeichen aufeinander treffen, heben diese sich auf

-kann durch Klettern von Stufenversetzungen unterstützt werden

(T > 0,3 T_s erforderlich)

-Schraubenversetzungen können in Materialien mit großer Stapelfehlerenergie auch ohne Diffusion ihre Gleitebene wechseln. (-> Quergleitung)

Question 6

Def: Kleinwinkelkorngrenze

Answer 6

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

Question 7

Def: Zellbildung

Answer 7

• 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.

Question 8

Def. primäre Rekristallisation

Answer 8

• > 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

Question 9

Treibende Kraft für primäre Restkristallisation

Answer 9

Abbau der Verzerrungsenergie W1

W1 = N * G * b²

N = Versetzungsdichte

G = Gleitmodul

b = Burgers-Vektor

Question 10

Wie läuft Keimbildungsphase ab?

Answer 10

-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

Question 11

Welchen Einfluss hat die Stapelfehlerengergie bei Erholung und Rekristallisation?

Answer 11

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

Question 12

Wovon hängt die Rekristallisation ab?

Answer 12

• plastischer Verformung
• Glühtemperatur
• Glühdauer

–> alle Angaben immer notwendig, da sie voneinander abhängen

Question 13

Def. Rekristallisationstemperatur

Answer 13

Verformung 75% und Glühung 1h sind fest

–> Temperatur, bei der die durch Kaltverformung bewirkte Eigenschaftsänderung um 50% rückgängig gemacht wird

Question 14

Welchen Einfluss haben Fremdatome auf die Rekristallisationstemperatur?

Answer 14

-durch Fremdatome steigt die Rekristallisationstemperatur an

–> Grund dafür: Differenz der Atomradien beider Werkstoffe

Question 15

Erkläre das Diagramm

Answer 15

-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)

Question 16

Unstetiges Kornwachstum

Answer 16

Beim unstetigen Kornwachstum wachsen einzelne Kristalle ungleich viel schneller als ihre Nachbarn und bilden sog. Riesenkörner in einer feinkörnigen Matrix.

-> auch sekundäre Rekristallisation genannt

Question 17

Was ist die treibende Kraft bei der sekundären Rekristallisation?

Answer 17

-Abbau der in den Korngrenzoberflächen gespeicherte Verzerrungsenergie W₂

Question 18

Wann tritt sekundäre Rekristallisation auf?

Answer 18

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.)

Question 19

Wovon hänft die Richtung der Korngrenzwanderung ab?

Answer 19

• 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”

Question 20

In welche 3 Stufen erfolgt die Eigenschaftänderung des plastisch verformten Werkstoffs?

Answer 20

• Erholung
• Rekristallisation
• Kornwachstum