WKI K4

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Author:
Niklaschef
ID:
83514
Filename:
WKI K4
Updated:
2011-05-03 13:46:18
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WKI
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WKI K4
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  1. 1. Was versteht man unter thermischer Aktivierung?
    • Als thermische Aktivierung bezeichnet man die Vorgänge, bei denen der
    • Platzwechsel von Atomen auf Grund von thermischer Anregung stattfindet. Ein
    • Beispiel hierfür ist die Energiezufuhr durch Erwärmung. Die benötigte Enerige
    • um den Platzwechsel einzuleiten bezeichnet man als Aktivierungstemperatur.
  2. 3. Warum ist die Diffusionsgeschwindigkeit an den Korngrenzen immer
    größer als im Kern?
    • An den Korngrenz befindet sich ein aufgelockerter Atomverband. Hier sind
    • die Atome weniger fest gebunden. Das hat zur Folge, dass die nötige
    • Aktivierungsenergie Q geringer ist. So
    • laufen Diffusionsprozesse bereits bei niedrigeren Temperaturen ab, bzw. die
    • Diffusionsgeschwindkeit bei gleicher Temperatur ist höher.
  3. 4. Welche "Triebkraft" bewirkt Fremddiffusion?
    • Liegt an irgendeiner Stelle des Kristallgitters ein Überschuss an
    • C-Atomen vor, so führt dieser Konzentrationsunterschied zu einem gerichteten
    • Volumenstrom. Durch den Konzentrationsausgleich wird der thermodynamische
    • Gleichgewichtszustand angestrebt. Jeder Atomsprung führt zu einer Verminderung
    • der Energie. Damit sich ein Zwischengitteratom bewegen kann, muss zunächst die
    • Aktivierungsenergie Q überschritten werden.
  4. 7. Begründen Sie warum bei Umwandlungs- und Ausscheidungsvorgängen Keime
    bevorzugt an den Korngrenzen entstehen!
    • Die Korngrenze stellt einen aufgelockerten Atomverband dat. Die Atome
    • sind weniger stark gebunden. Hier laufen Diffusionsvorgänge schneller bzw. bei
    • niedrigeren Temperaturen ab. Es ist nur eine geringe Verzerrung der
    • Gitter-Matrix notwendig.
  5. 8. Erklären Sie das Auftreten von "Nasenkurven" bei
    Umwandlungs- und Ausscheidungsvorgängen!
    • Bei hohen Temperaturen liegen gute Diffusionsbedingungen vor, jedoch ist
    • die treibende Kraft gering. Sie treten Umwandlungs- bzw. Ausscheidungsvorgänge
    • erst nach längeren Glühzeiten auf. Bei niedrigen Temperaturen kehren sich die
    • Verhältnisse um. Hierdurch enstehen die typischen "Nasenkurven".
  6. 10. Wie kann elastische Verformung erklärt weren?
    • Zieht man an einem einzelnen atom einer Elementarzelle, so entfernt man
    • Atome aus ihrer Gleichgewichtslage. Der
    • Widerstand, den das Atom entgegensetzt, nennt man E-Modul. Wird die Zugkraft
    • gesteigert, überwindet man schließlich die Bindungsenergie und es kommt um
    • Bruch.
  7. 11. Erklären Sie den Zusammenhang von E-Modul und Schmelztemperatur!
    • E-Modul und Schmelztemperatur geben beide Auskunft über die
    • Bindungsenergie im Gitter. So haben Metalle mit hohem Schmelzpunkt auch ein
    • hohes E-Modul.
  8. 12. Begründen Sie warum trotz richtungsabhängiger Eigenschaften im
    Kristall, metallische Werkstoffe als Quasiisotrop anzusehen sind!
    • Innerhalb eines Metalls befinden sich eine Vielzahl von anisotropen
    • (richtungsabhängigen) Elementarzellen. Da diese jedoch regellos angeordnet sind
    • lassen sich isotrope (richtungsunabhängige) Eigenschaften nachweisen. Deshalb
    • spricht man von Quasiisotropie.
  9. 13. Warum können mikroskopisch keine plastischen Dehnungen auftreten?
    • Eine Dehnung hätte mikroskopisch zur Folge, dass die Bindungsenergie
    • überwunden wird. Hierdurch käme es zu einem Bruch. Mikroskopisch sind daher nur
    • Schiebungen möglich.
  10. 14. Was versteht man unter einem Gleitsystem?
    • Ein Gleitsystem besteht aus Gleitebenen und Gleitrichtungen. Gleitebenen
    • sind die Ebenen im Kristallgitter, die am dichtesten gepackt sind. Das
    • Abgleiten geschiet immer in die Richtung in der die Atome am nächsten zusammen
    • sind. Die ist die Gleitrichtung.
  11. 15. Was sagt der Orientierungsfaktor im Schmid'schen Schubspannungsgesetz
    aus?
    • Der Orientierungsfaktor beschreibt in welche welche Richtung und in
    • welcher Ebene das Abgleiten stattfindet.
  12. 16. Welcher Gitterbaufehler spielt bei der plastischen Verformung eine
    besondere Rolle?
    • Versetzungen! Versetzungen bewegen sich bei plastischer Verformung durch
    • das Material und ermöglichen so erst die Verformung.
  13. 17. Welche Verfestigungsmechanismen gibt es in Metallen?
    Mischkristallhärtung ---> Fremdatome versperren Wirtsgitter


    Kaltverfestigung ---> Erhöhung der Versetzungsdichte


    • Feinkornhärtung ---> Bei feineren Körnern ist die max. Versetzungsaufstauung kleiner, d.h. die
    • Schubspannungen an den Korngrenzen muss geringer sein.


    • Ausscheidungs-/Dispersionshärtung ---> Materialausscheidungen
    • innerhalb eines Metalls sorgen dafür, dass da Abgleiten der Ebenen behindert
    • wird.
  14. 18. Wie kann man sich das "Schneiden" von Teilchen vorstellen?
    • Wenn eine Versetzung, die gerade durch das Material wandert, auf ein
    • ausgeschiedenes Teilchen trifft, so verschiebt sich die obere Hälfte des
    • Teilchens gegen die untere. Der effektive Durchmesser des Teilchens verringert
    • sich, wodurch die Hinderniswirkung sinkt. Die funktionert jedoch nur bei
    • kleinen Teilchen.
  15. 19. Erklären Sie den Vorgang der Ausscheidungshärtung!
    • Ab einer bestimmten Anzahl an ausgeschiedenen
    • Teilchen, können diese nicht mehr geschnitten, sondern müssen umgangen werden.
    • Dies geschiet nach dem "Orowan-Mechanismus". Bewegt sich eine
    • Versetzungslinie auf ein Teilchen zu, so so wird diese zwischen ihnen
    • durchgebogen. Bei einer bestimmten Grenzspannung läuft sie weiter und lässt
    • einen sogenannten "Versetzungsring" zurück. Der zurückgebliebene Ring
    • erhöht die Hindernisswirkung des Teilchens-
  16. 20. Was versteht man unter Überalterung?
    • Solange ausgeschiedene Teilchen innerhalb eines Materials wachsen,
    • steigt sie aufzubringende Spannung t (teta) um das Material zu verformen.
    • Sobald jedoch die kritische Teilchengröße d(c) überschritten wird, geht das
    • Wachstum der Teilchen nur noch auf Kosten des Teilchenabstandes mit der Folge,
    • dass die Hindernisswirkung wieder abnimmt. Hierbei spricht man von
    • Überalterung.

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