Gefüge-Eigenschafts-Beziehungen at Karlsruher Institut für Technologie

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Was für Gitterdefekte gibt es?

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Was passiert am Punkt der Zugfestigkeit?

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Was ist der Unterschied zwischen der Nennspannung und der wahren Spannung?

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Warum ist der E-Modul richtungsabhängig?

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Warum ist die experimentelle Scherfestigkeit wesentlich kleiner als die theoretisch mögliche?

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Warum ist der E-Modul richtungsabhängig?


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Was für Gitterdefekte gibt es?

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Was passiert am Punkt der Zugfestigkeit?

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Was ist der Unterschied zwischen der Nennspannung und der wahren Spannung?

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Wie kommt man auf die Gleitsysteme der Kristalle?

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Was ist die theoretische Festigkeit?

Wie kann man sie abschätzen?

Nenne drei Festigkeiten von unterschiedlichen Materialien.

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Was ist eine Gleitstufe?

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Gefüge-Eigenschafts-Beziehungen

Was für Gitterdefekte gibt es?

0-dimensional: Leerstellen, Fremdatome, Zwischengitteratome

1-dimensional: Versetzungen

2-dimensional: Korngrenzen, Zwillinge, Phasengrenzen

3-dimensionale: Ausscheidungen, Poren, Mikrosrisse

Gefüge-Eigenschafts-Beziehungen

Was passiert am Punkt der Zugfestigkeit?

Die geometrische Entfestigung überwiegt die Verfestigung 

--> Einschnürung -->Bruch

Gefüge-Eigenschafts-Beziehungen

Was ist der Unterschied zwischen der Nennspannung und der wahren Spannung?

Bei der Nennspannung wird die Anfangsfläche der Probe betrachtet.


Problem: durch Zugversuch ändert sich der Querschnitt der Probe!

[Volumen bleibt gleich, Probe wird länger]

Gefüge-Eigenschafts-Beziehungen

Warum ist der E-Modul richtungsabhängig?

Anzahl der Bindungen pro Längeneinheit

Gefüge-Eigenschafts-Beziehungen

Warum ist die experimentelle Scherfestigkeit wesentlich kleiner als die theoretisch mögliche?

Versetzungen im Material


Reine Metalle verformen bei um viele Größenordnungen niedrigeren
Spannungen als die ideale Scherfestigkeit --> Postulat der „Versetzung“

Gefüge-Eigenschafts-Beziehungen

Warum ist der E-Modul richtungsabhängig?


Anzahl der Bindungen pro Längeneinheit.


Welche Ebenen werden in Zugrichtung durchquert? Wie dicht sind diese gepackt?

Gefüge-Eigenschafts-Beziehungen

Was für Gitterdefekte gibt es?

0-dimensional: Leerstellen, Fremdatome, Zwischengitteratome

1-dimensional: Versetzungen

2-dimensional: Korngrenzen, Zwillinge, Phasengrenzen

3-dimensionale: Ausscheidungen, Poren, Mikrosrisse

Gefüge-Eigenschafts-Beziehungen

Was passiert am Punkt der Zugfestigkeit?

Die geometrische Entfestigung überwiegt die Verfestigung 

--> Einschnürung -->Bruch

Gefüge-Eigenschafts-Beziehungen


Was ist der Unterschied zwischen der Nennspannung und der wahren Spannung?

Bei der Nennspannung wird die Anfangsfläche der Probe betrachtet.


Problem: durch Zugversuch ändert sich der Querschnitt der Probe!

[Volumen bleibt gleich, Probe wird länger]

Gefüge-Eigenschafts-Beziehungen

Wie kommt man auf die Gleitsysteme der Kristalle?

1. Dichtest gepackte Ebene bestimmen

2. Dichtest gepackte Richtungen auf Ebene bestimmen

3. Anzahl aller dichtest gepackten Ebenen und deren Richtungen bestimmen und multiplizieren


Bsp. kfz

4*(111) und jeweils 3*[110] = 4*3=12 

Gefüge-Eigenschafts-Beziehungen

Was ist die theoretische Festigkeit?

Wie kann man sie abschätzen?

Nenne drei Festigkeiten von unterschiedlichen Materialien.

Die theoretische Festigkeit ist die maximal erreichbare Festigkeit in einem Material ohne Versetzungen (Defekte).


Abschätzbar durch G/30 bzw. E/10


Aluminium: 0,9 GPa

Kupfer: 1,4 GPa

Nickel: 2,6 GPa 

Ferrit: 2,6 GPa 


Anmerkung: Die experimentelle Festigkeit ist um Größen kleiner als die theoretische (Versetzungen)

Gefüge-Eigenschafts-Beziehungen

Was ist eine Gleitstufe?

Erreicht eine Versetzung die Oberfläche, bildet

sie eine Gleitstufe.

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