2.Werkstoffstruktur von Metallen

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• 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

   Annotations:

   • 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

         Annotations:

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

               Annotations:

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

               Annotations:

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

         Annotations:

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

         Annotations:

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

         Annotations:

         • - Pr
         1. 2)Kontrastierung

            Annotations:

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

               Annotations:

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

                  Annotations:

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

                     Annotations:

                     • z.B kathodische Zerstäubung
                     1. optische Verfahren

                        Annotations:

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

            Annotations:

            • Lage der Anschliffebene festlegen
            1. Einfassen/Einbetten

               Annotations:

               • Fixierung der Probe in einem Einbettmittel
               1. Schleifen

                  Annotations:

                  • Ebnen der Probenoberfläche
                  1. Polieren

                     Annotations:

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

         Annotations:

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

            Annotations:

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

            Annotations:

            • 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

      Annotations:

      • 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

                  Annotations:

                  • durch Entmischung eines Mischkristalls
         2. Fremdphasen
            1. Einschlüsse

               Annotations:

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

                  Annotations:

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

         Annotations:

         • 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

            Annotations:

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