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

Metalle II, MaWi-Diplom, 7. Sem. Uwe Glatzel Modul WM4, MSE, 1.Sem.
σ − σ 0
k
25 nm
2⋅10 15 m -2
−0.5
6.3 d nm
3⋅10 16 m -2
2.8 nm
3⋅10 16 m -2
1
d
Abweichung von der Hall-Petch Beziehung für Korngrößen kleiner 10 – 20 nm.
Zusammenfassung: Bedeutung der Versetzungen
• Versetzungsmechanismen beeinflussen das plastische Formänderungsvermögen über den
gesamten Temperaturbereich ( ε& = ρ⋅b⋅v):
- T < T DBTT : Versetzungen eventuell nicht beweglich, bzw. zu langsam → Sprödbruch
- 0 < T < 0,4⋅T m : Versetzungsgleiten: je nach Kristallsystem stehen Gleitsysteme zur
Verfügung (siehe auch von Mises Kriterium später) die zu einer plastischen
Verformung beitragen.
- T > 0,4⋅T m : Weitere Gleitsysteme werden aktiviert (krz) und Wechselwirkung mit
Leerstellen erhöht die Beweglichkeit der Versetzungen drastisch (gleiten +
Versetzungsklettern) → zeitabhängige plastische Verformung (Kriechen). Technisch
bedeutsam bis T m .
- Reine Diffusionsprozesse durch Leerstellenbewegung spielen für die plastische
Verformung keine Bedeutung (jedoch für Konzentrationsverschiebungen, Diffusion
von der Oberfläche, ... ).
• Spannungsfeld um eine Versetzung: σ Vers ≈ G⋅b/r
• Linienenergie: U L ≈ G⋅b 2 (≈ Linienspannung) für elastisch isotrope Materialien.
⎛ σ
• bei hohen Temp.: Taylor-Beziehung ρ ≈
G b
⎟ ⎞
⎜
⎝ ⎠
mit Hindernissen:
• Orowanspannung: σ Orowan ≈ G⋅b/L
k
• σ Hall-Petch = σ 0 +
d
2
und natural creep law ε& ~ σ 3 , da v ~ σ
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