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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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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Was ist eine Gleitebene

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Was ist eine Gleitrichtung?

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Wie kann es dazu kommen das in einem Material zwei Gleitsysteme aktiviert werden?

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Welche Spannungsarten treten bei einer Stufenversetzung auf?


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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

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.

Gefüge-Eigenschafts-Beziehungen

Was ist eine Gleitebene

Die dicht gepackte Ebene an der Gleitung auftritt.

Sie wird vom Burgersvektor und dem Linienelement aufgespannt (Stufenversetzung).

Der Burgersvektor und das Linienelement der Schaubenversetzung spanen keine Ebene auf, folglich ist die Versetzung an keine Gleitebene gebunden.

Gefüge-Eigenschafts-Beziehungen

Was ist eine Gleitrichtung?

Richtung, in der das Abgleiten geschieht.

Es sind vorzugsweise Richtungen,

in denen die Atome größte Dichte aufweisen.

Der Burgersvektor zeigt immer  in Gleitrichtung.

Gefüge-Eigenschafts-Beziehungen

Wie kann es dazu kommen das in einem Material zwei Gleitsysteme aktiviert werden?

Wenn die Gleitsysteme ähnlich hohe Schmid-Faktoren haben und ihre Lage in der Polfigur zb. an einer Kante liegt.

Gefüge-Eigenschafts-Beziehungen

Welche Spannungsarten treten bei einer Stufenversetzung auf?


Normalspannungen

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