Metalle II, Teil c - Lehrstuhl Metallische Werkstoffe, Universität ...

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Metalle II, MaWi-Diplom, 7. Sem. Uwe Glatzel Modul WM4, MSE, 1.Sem. • hin zum Versetzungskern im Fall einer horizontalen Druckkraft (die Versetzung ist eine Leerstellensenke) • weg von der Versetzung im Fall einer horizontalen Zugkraft (die Versetzung ist eine Leerstellenquelle) Der Leerstellenfluss ist proportional dem Konzentrationsunterschied (erstes Fick'sches Gesetz r r J = −D ∇c ). Im Allgemeinen spielt der Fluss von Substitutionsatomen beim Versetzungsklettern eine stark untergeordnete Rolle, da deren Beweglichkeit im Vergleich zu den Leerstellen deutlich eingeschränkt ist. Es lässt sich zeigen, dass die Geschwindigkeit der Versetzungskletterbewegung proportional zu der Differenz der Leerstellenkonzentration ist, z.B.: v + c ~ D V ⋅(c + ⎛ - c 0 ) = D V ⋅c 0 ⋅⎜ ⎜ ⎝ Für kleine Spannungen σ ist σ⋅b 3
Metalle II, MaWi-Diplom, 7. Sem. Uwe Glatzel Modul WM4, MSE, 1.Sem. Parallele Versetzungen mit Burgersvektor gleichen Vorzeichens stoßen sich ab, mit verschiedenem Vorzeichen ziehen sich an: U L1 ≈ G⋅b 2 1 , U L2 ≈ G⋅b 2 r r 2 2 , U L,ges ≈ G⋅ b 1 + b 2 = G 2 (b1 + b 2 2 + 2⋅ b 1 ⋅b 2 ⋅cosα) Dies ergibt, dass parallele Versetzungen mit Burgersvektoren, die einen Winkel < 90° zueinander bilden sich anziehen, und bei > 90° sich abstoßen. Für Stufenversetzungen ergeben sich die Kräfte zu (schwarz: negative Kräfte, weiß: positive Kräfte): 10 10 y 5 5 F G F K x 0 0 -5 -5 -10 -10 -5 0 5 10 -10 -10 -5 0 5 10 Gleitkräfte Kletterkräfte Wichtig sind hierbei die sog. Spiegelkräfte. Liegt eine Versetzung in der Nähe einer freien Oberfläche, so sind die Randbedingungen an der Oberfläche σ xz = σ yz = σ zz = 0 zu befriedigen. Diese Randbedingungen lassen sich durch die Einführung einer an der freien Oberfläche gespiegelten Versetzung mit entgegengesetztem Vorzeichen erzielen. Das bedeutet, dass eine Versetzung von einer freien Oberfläche angezogen wird. Schrauben- und Stufenversetzung im Abstand d von einer freien Oberfläche. Liegt die Versetzung in der Nähe eines Übergangs zu einem unendlich steifen Medium sind die Randbedingungen ε xz = ε yz = ε zz = 0 zu erfüllen. Dies erfolgt durch eine Spiegelversetzung mit gleichem Vorzeichen. Die Versetzung wird von dieser Grenzfläche abgestoßen. 101
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