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

Metalle II, MaWi-Diplom, 7. Sem. Uwe Glatzel Modul WM4, MSE, 1.Sem.
konstanten Kraft an. Dies ergibt einen Gleichgewichtsabstand. Je größer die
Stapelfehlerenergie desto geringer der Abstand.
Eine geringe Stapelfehlerenergie führt somit zu einem großen Abstand zwischen den
Partialversetzungen und einer eingeschränkten Beweglichkeit (Quergleiten von
Schraubenversetzungen nicht möglich). Hindernisse müssen somit durch entsprechend hohe
thermische Aktivierung umgangen werden. D.h. Metalle mit geringer Stapelfehlerenergie
besitzen eine höhere Warmfestigkeit. Die Stapelfehlerenergie kann durch zulegieren sehr
stark verändert werden. In Nickel kann die Stapelfehlerenergie durch Kobalt herabgesenkt, in
Kupfer durch Zink.
Element, bzw. Legierung: Ag Cu Ni Al CuZn30 Allg.
Oberflächenenergie [mJ/m 2 ] 1140 1725 2280 980 1000 - 3000
Korngrenzenergie [mJ/m 2 ] 790 625 866 325 400 - 800
Stapelfehlerenergie [mJ/m 2 ] 22 78 125 166 15 20 - 300
Zwillingsgrenzenergie [mJ/m 2 ] 8 24 43 75 10 - 150
In intermetallischen Phasen ergeben sich auf Grund der chemischen Ordnung weitere Fehler:
Antiphasengrenzen (APG), komplexe Stapelfehler (CSF) und intrinsisch und extrinsisch
Stapelfehler der Überstruktur (SISF). Die Fehlerflächenenergien liegen im Bereich zwischen
wenigen mJ/m 2 bis zu 300 mJ/m 2 . Für Ni 3 Al ergeben sich die Werte: E APG ≈ E CSF ≈ 90 mJ/m 2
und E SISF ≈ 50 mJ/m 2 (Dissertation Glatzel).
Kubisch-raumzentriertes Gitter (z.B. α-Eisen, ferritische Stähle, Mo, Ta, V, Cr, W, Nb)
Versetzungen dieses Kristallgitters zeigen im Allgemeinen keine Aufspaltung, da die
Stapelfehlerenergien um eine Größenordnung höher liegen als für die kfz-Struktur, daraus
folgt eine niedrigere Warmfestigkeit.
Burgersvektoren sind vom Typ a/2 , Gleitebenen sind {110}, {112} und {123}-
Ebenen. Eine [111]-Richtung wird von drei {110}, drei {112} und sechs {123}-Ebenen
geschnitten. D.h. es gibt viele Möglichkeiten für eine Schraubenversetzung zum Quergleiten.
In krz-Strukturen wird die Gleitrichtung daher unter vielfachen Wechseln der Gleitebenen im
Wesentlichen durch die Hauptschubspannungsrichtung bestimmt und nicht so sehr durch die
Lage der Gleitebenen. Gleitlinien auf der Oberfläche sind daher oft wellenförmig. Es ergibt
sich eine geringere Verfestigung bei Kaltverformung als bei kfz-Metallen. Dagegen ist, durch
die geringere Versetzungsaufspaltung, die Entfestigung mit steigender Temperatur stärker.
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