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WK1 > 10. Gitterbaufehler, Realkristalle > Flashcards

10. Gitterbaufehler, Realkristalle Flashcards

(63 cards)

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1
Q

Anzahl Kristalle (Körner) Polykristall ?

A

10³ - 10⁹

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Q

Anzahl Kristalle (Körner) typischer warmgeformter metallischer WS ?

A

10⁷ - 10⁸

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Q

Was passiert an den Korngrenzen eines Polykristalls ?

A

Kristalle mit unterschiedlichen Gitterorientierungen stoßen aneinander

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4
Q

Wie kann man einkristalline ( nur ein einziges Korn) WS herstellen ?

A

Aufwändiges BRIDGEMAN-Gussverfahren :
• genaue Parametereinstellung von Temperaturführung und Absenkvorgang in Kühlzone

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5
Q

Wie beeinflussen Gitterbaufehler den WS ?

A

• werden bewusst eingebracht
um WS-Eigenschaften gezielt
einzustellen und zu verbessern

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6
Q

Gitterbaufehler der 0 Dimension :
Defektart und Gitterfehler

A

• punktförmig

• Fremdatome
(auch FRENKEL-Defekte)
• Leerstellen

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7
Q

Gitterbaufehler der 1 Dimension :
Defektart und Gitterfehler

A

• linienförmig

• Versetzungen

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8
Q

Gitterbaufehler der 2 Dimension :
Defektart und Gitterfehler

A

• flächig

• Korngrenzen
• Phasengrenzen
• Zwillingsgrenzen
• Antiphasengrenzen

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9
Q

Gitterbaufehler der 3 Dimension :
Defektart und Gitterfehler

A

• räumlich

• Ausscheidungen
• Fremdphasen
• Einschlüsse
• Poren
• Mikrorisse

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10
Q

Benenne die vorliegenden punktförmigen Gitterbaufehler

A
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11
Q

Was passiert bei einer Leerstelle im Gitter ?

A

• fehlendes Atom
• Nachbaratome beugen sich in
freien Raum und verzerren
Gitter konkav

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12
Q

Was macht man mit Legierungselementen & Verunreinigung in WS statt entfernen?

A

• Unter gewisser Schwelle halten,
sodass diese nicht mehr stören

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13
Q

Wo im Gitter kann man Legierungselemente oder Verunreinigungen (Fremdatome) einbauen, ohne Abstoßreaktion ?

A

• auf Plätzen des Wirtsgitters
• auf Plätzen zwischen
Wirtsatomen

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14
Q

Welche Art der Einlagerung / Mischkristall liegt hier vor ?

A

• Substitutionsmischkristall
• Einbau auf Plätzen des
Wirtsgitters

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15
Q

Welche Art der Einlagerung / Mischkristall liegt hier vor ?

A

• Einlagerungsmischkristall
(interstitieller Mischkristall)
• Einbau auf Plätzen zwischen den
Wirtsatomen

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16
Q

Bedingung für Substitutionsmischkristalle ?

A

Atomradiendifferenz von maximal +- 15%

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17
Q

Bedingung für Einlagerungsmischkristalle ?

A

• Atomradius des interstitiellen
Fremdatoms deutlich kleiner
• technisch bedeutend als
Zwischenatome nur:
H-, O-, N-, C-, und B-Atome

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18
Q

Was ist ein FRENKEL-Defekt ?

A

Paarbildung von Leerstelle und Zwischengitteratom

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19
Q

Was passiert bei Neutronenbeschuss von Atomgittern ?

A

• Kristallbausteine werden von
Gitterplätzen weggestoßen
• Leerstelle bleibt zurück
• weggeschossenes Atom wird auf
Zwischengitterplatz gezwungen
• große lokale Verzerrungen

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20
Q

Wie entstehen linienförmige (1D) Baufehler ?

A

• zufällig beim Wachstum von
Kristallen
• besonders bei plastischer
Verformung von Metallen

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21
Q

Welche Versetzung liegt hier vor ?

A

Abgleitung durch Stufenversetzung

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22
Q

Welche Versetzung liegt hier vor ?

A

Abgleitung durch Schraubenversetzung

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23
Q

Zeichne modellhaft eine Stufenversetzung.
(Atomgitter, Schubspannung, Burgersvektor, Bewegungsrichtung, Versetzungslinie)

A
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24
Q

Zeichne modellhaft eine Schraubenversetzung.
(Atomgitter, Schubspannung, Burgersvektor, Bewegungsrichtung, Versetzungslinie)

A
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25
Wo finden Versetzungen statt ?
NUR in den dichtest gepackten Ebenen und den dichtest gepackten Richtungen
26
Aus was besteht ein Gleitsystem ?
• Gleitebenen {111} • Gleitrichtungen 〈110〉
27
Welcher flächige (2D) Gitterbaufehler liegt hier vor ?
Korngrenze
28
Welcher flächige (2D) Gitterbaufehler liegt hier vor ?
Phasengrenze
29
Welcher flächige (2D) Gitterbaufehler liegt hier vor ?
Stapelfehler ABCABC AB ABCABC
30
Was zählt allgemein alles zu flächigen Gitterfehlern ?
Alle Grenzen eines Kristalls
31
Was zählt allgemein zu den flächigen Gitterbaufehlern ?
Alle Grenzen eines Kristalls, auch die Außenoberfläche
32
Um welchen flächigen (2D) Gitterbaufehler handelt es sich hier ?
Korngrenze
33
Um welchen flächigen (2D) Gitterbaufehler handelt es sich hier ?
Phasengrenze
34
Um welchen flächigen (2D) Gitterbaufehler handelt es sich hier ?
Stapelfehler ABCABC AB ABCABC
35
Um welchen flächigen (2D) Gitterbaufehler handelt es sich hier ?
Antiphasengrenze
36
Stapelfolge der Atomebenen im hex ?
ABABABAB
37
Stapelfolge der Atomebenen im kfz ?
ABCABCABCABC
38
Was versteht man unter einer Korngrenze ?
Die schlecht zusammenpassende Übergangszone zwischen benachbarten Kristallen gleichen Gitters, aber unterschiedlicher Orientierung.
39
Wie kann man Brüche entlang der Korngrenzen erzwingen ?
• Phosphorzusatz • Glühung bei 500°C
40
Was sind Zwillingskorngrenzen ?
• Spezielle Korngrenzen mit ungestörtem Gitteraufbau • Spiegelbildliche Störung des Korn • halber Stapelfehler • Hauptsächlich bei WS mit geringer Stapelfehlerenergie (kfz &in fast alle Cu-Legierungen)
41
Was sieht man hier ?
• Aluminiumgefüge • Flächen = Körner • untersch. Farben = untersch. Kristallorientierung • schwarze Linien = Korngrenzen
42
Was sieht man hier ?
• Zwillinge im Kupfer • keine erkennbare Korngrenze, Gerade parallele Linien mit anderer Farbe innerhalb eines Korns = Zwillingslinien
43
Wie nennt man die unterschiedlichen Kristallsorten in realen WS ?
Phasen
44
Was ist die Phasengrenzfläche ?
• Die Grenze, an denen verschiedene Kristallarten aneinander stoßen. • Besondere Form der Korngrenze
45
Wie werden Stapelfehler atomar geordneter Legierungen genannt ?
Antiphasengrenzen
46
Wie entstehen Antiphasengrenzen ?
Bei der Ordnungsbildung, wenn wachsende Ordnungsbereiche, die von unterschiedlichen Keimen ausgehen, aufeinanderstoßen.
47
Zeichne eine schematische Antiphasengrenze.
48
Welche räumlichen (3D) Gitterfehler sieht man hier ?
49
Wo spielen bspw. Ausscheidungen (lokale Ansammlung von Fremdatomen) eine wichtige Rolle ?
Wärmebehandlung zur Festigkeitssteigerung von Nichteisenmetallen und hochlegierten Werkzeugstählen
50
Was sieht man hier ?
Ausscheidungen zur Festigkeitssteigerung.
51
Welche Größe der Ausscheidungen ist hinsichtlich der Festigkeitssteigerung wirkungsvoller ?
Kleine Ausscheidungen > Große Ausscheidungen
52
Beispiele für Festigkeitssenkende räumliche Baufehler ?
• Poren • Gusslunker • Verunreinigungseinschlüsse (Schlacke, Formsand) • Risse
53
Wie führen Versetzungen zu plastischer Verformung ?
Bewegung von Versetzungen summiert sich zu plastischer Verformung.
54
Wie wirken Ausscheidungen im Bezug zu Versetzungen ?
Ausscheidungen behindern Versetzungen und tragen daher signifikant zur Festigkeitssteigerung bei.
55
Definition Festigkeit
Werkstoffwiderstand gegen plastische Verformung
56
Woraus bestehen Werkstoffgefüge ?
Räumlich abgegrenzte Bereiche = Gefüge, die sich in Art, Form, Größe, Verteilung & Orientierung unterscheiden können.
57
Was ist ein Karbid ?
Chemische Verbindung aus Kohlenstoff und einem elektropositiven Element (Metalle oder Silizium)
58
Herstellroute des Stahls: Was sieht man hier ?
Zustand nach Sand- oder Blockguss. Karbide umschließen netzförmig die metallische Matrix.
59
Herstellroute des Stahls: Was sieht man hier ?
• Stahl nach dem Warmwalzprozess • Karbidnetze werden aufgebrochen und zeilenförmig gestreckt
60
Herstellroute des Stahls: Was sieht man hier ?
• Stahl nach Heißisoststischen Pressen (HIP) von Metallpulver • sehr feines Werkstoffgefüge • feine, kugelförmige Karbide
61
Schritte der Stahlherstellung?
1) Sand-oder Blockguss 2) Warmwalzprozess 3) Heißisostatisches Pressen (HIP)
62
Worauf wirken sich die Gefügeunterschiede im Stahl aus ?
• Zähigkeit & Festigkeit des WS • Ausprägung der Richtungsabhängigkeit der Eigenschaften
63
Wie wird die metallische Grundmasse genannt ?
Matrix

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