2.Werkstoffstruktur von Metallen

Anlagen:

• 2. Werkstoffstruktur von Metallen

1. Betrachtung des Metallaufbaus
   1. Betrachtungsweisen zum Aufbau metallischer Werkstoffe
      1. Mikroskopischer Aufbau
      2. Atomarer Aufbau
   2. kristalline Fehlordnung(Gitterdefekt) eines Metall in der Werkstofftechnik
      1. Bedeutung der Gitterdefekte: bestimmen Eigenschaften (meist mechanich) bei Metallen
      2. Unterteilung der Gitterdefekte nach räumlicher Ausdehnung
         1. 0-Dimensional
            1. Leerstelle
               1. Zwischengitteratom
                  1. Einlagerungsatom
                     1. Substitutionsatom
         2. 1-Dimensional
            1. Stufenversetzung
               1. Schraubenversetzung
                  1. Versetzungsring
         3. 2-Dimensional
            1. Korngrenze
               1. Zwillingsgrenze
                  1. Stapelfehler
2. Metallographische Arbeitsverfahren

   Anmerkungen:

   • Die Matallographie ist das Arbeitsgebiet der Metallkunde, das sich mit der qualitativen und quantitativen Beschreibung des Gefüges von metallischen Werkstoffen befasst
   1. Gefüge
      1. Phasen

         Anmerkungen:

         • z.b Mischkristalle , Ausscheidungen, Fremdphasen
         1. Beschreibung durch Gefügeparameter
            1. Strukturparameter

               Anmerkungen:

               • z.B Art und chemische Zusammensetzung
            2. Geometrische Parameter

               Anmerkungen:

               • z.B. Volumenanteil, Form, Orientierung, Anordnung und Verteilung im Gefüge
      2. Grenzflächen

         Anmerkungen:

         • z.B Phasengrenzen, Korngrenzen,usw.)
      3. Fehlstellen

         Anmerkungen:

         • z.B. Risse, Poren, usw
   2. Struktur-und Gefügeanalyse mit dem Lichmikroskop
      1. 1) Probenpräparation

         Anmerkungen:

         • - Pr
         1. 2)Kontrastierung

            Anmerkungen:

            • Entwicklung des Gefüges(Sichtbarmachen) -Nach dem Polierenhoher metallischer Glanz der Schliffflächen--> Kontrastiern  notwendig
            1. 3) Gefügedarstellung

               Anmerkungen:

               • Mikroskopische Beurteilung der Schliffgröße im Lichtmikroskop
               1. 4) Quantitative Gefügebeschreibung

                  Anmerkungen:

                  • geometrische Beschreibung der Gefüge durch Gefügekennwerte, wie z.B Korngröße , Volumenanteile
            2. Kontrastiermethoden
               1. chemische verfahren (z.B Ätzen)
                  1. physikalische Verfahren

                     Anmerkungen:

                     • z.B kathodische Zerstäubung
                     1. optische Verfahren

                        Anmerkungen:

                        • am Auflichmirkroskop (z.B duch Polarisation , Phasenkontrast, usw.)
         2. Probenentnahme

            Anmerkungen:

            • Lage der Anschliffebene festlegen
            1. Einfassen/Einbetten

               Anmerkungen:

               • Fixierung der Probe in einem Einbettmittel
               1. Schleifen

                  Anmerkungen:

                  • Ebnen der Probenoberfläche
                  1. Polieren

                     Anmerkungen:

                     • Glätten der Probenoberfläche
3. Gefüge von Metallen
   1. KornStruktur von Metallen
      1. Polykristalliner Aufbau von Metallen

         Anmerkungen:

         • Metallische Werkstoffe bestehen aus einer großen Anzahl von Körnern (kristaline Bereiche ) die über Korngrenzen (flächenförmige Gitterdefekte) miteinander verbunden sind
         1. Korngrenzen

            Anmerkungen:

            • Unter Korngrenzen versteht man stark gestörte Gitterbereiche( Großwinkel-Korngrenzen: Orierntierunterschied > 15 grad) mit einer Breite von mehreren Atomdurchmessern
         2. Kornstruktur

            Anmerkungen:

            • Die Kornstruktur ensteht in der Regel beim Herstellungsprozess --> Erstarrung metallischer Schmelzen durch Keimbildung und Wachstum von Kristalliten
      2. Korngröße als charakteristische Gefügekenngröße
      3. Zusammenhang zwischen Korngröße und mechanischen Eigenschaften
   2. Anisotropie,Quasiisotropie und Textur eines Gefüges
      1. Anisotrope Eigenschaften von Kristallen
      2. Richtungsabhängigkeit der Eigenschaften von Metallen
         1. Einkristall
            1. Anisotopie
         2. Polykistall
            1. Quasiisotropie
            2. Textur
      3. Entstehung einer Textur
         1. durch"Walzen"
         2. durch "gerichtete Erstarrung"
   3. Gefügemorphologie von Metallen
      1. Gefügeentstehung durch Festphasen-Umwandlng
      2. Grundtypen der Gefügemorphologie (2phasige Gefüge)
         1. Duplexgefüge
            1. Dispersionsgefüge
               1. Zellengefüge
                  1. Dualgefüge
                     1. Lamellengefüge
      3. Gefügeentstehung durch Erstarrung
   4. Gefüge von Metallen

      Anmerkungen:

      • Def: Als gefüge bezeichnet man die charakteristsche, räumliche Anordnung von Phasen in einer bestimmten Morphologie - meist globulare Ausbildungsform(bei polykristallinen Metallen) - die Phasen können aber auch streifig, lamellar, dendritisch oder entlang ehemaliger Korngrenzen(allotriomorph ausgebildet werden,
      1. Phasen in Gefügen
         1. Phasen des Legierungssystems
            1. Elementare Komponenten(reine Metalle
               1. Mischkistalle,intermetallische bzw intemediäre Phasen

                  Anmerkungen:

                  • durch Entmischung eines Mischkristalls
         2. Fremdphasen
            1. Einschlüsse

               Anmerkungen:

               • Verunreiningungen die unbeabsichtigt während der metallurgischen Herstellung eingebracht werden
               1. Dispersionen

                  Anmerkungen:

                  • feinverteilte Feststoffe,die beabsichtigt im Grundwerkstoff eingebracht werden
      2. Charakterisierung des Gefüges durch die Anzahl der Phasen

         Anmerkungen:

         • Das gefüge  con polykristallinen metallischen Werkstoffe werden nach der Anzahl der Phasen im Werkstoff charakterisiert
         1. Homogenes Gefüge
            1. z.B Ferrit , Austenit
         2. Heterogenes Gefüge

            Anmerkungen:

            • Mehrphasige Gefüge haben in der Regel andere Thermo-physikalische und mechanische-technologische Eigenschaften al die einzelnen Phasen
            1. z.B. Perlit , Ledeburit