mögliche Klausurenfragen in Metallkunde (Teil 3)

Definieren Sie die Kerbschlagarbeit:

Beim Kerbschlagbiegeversuch wird eine doppelseitig auf zwei Auflagern gegen zwei Widerlager liegende Probe durch ein Schlager mit einem einzigen Schlag entweder durchbrochen oder durch Widerlager gezogen. Die Dabei verbrauchte Schlagarbeit wird gemessen

Welche Arten von Gitterdefekten im metallischen Werkstoffen gibt es? und welche Diemensionen diese auf?

• Punktförmige Gitterstörung
• Leerstelle
• zwischengitteratom
• Subtitutionsatom
• treten in der 0-Dimension auf
• Linienförmige Gitterstörungen
• Stufenversetzung
• Schraubenversetzungen
• treten in der 1-Dimension auf
• Flächenförmige Gitterstörungen
• Kleinwinkelkorngrenze
• Großwinkelkorngrenze
• Zwillingsgrenze
• Phasengrenze
• Antiphasengrenze
• Stapelfehler
• tritt in der 2-Dimension auf
• Räumliche Gitterstörungen
• Teilchen 
• Leerstellenagglomerat, Pore, Mikroriß
• tritt in der 3-Dimension auf

Was sind Subtitionsatome?

• Fremdatome, die auf regulären Kristallgitterplätzen sitzen
• Atomradius ähnlich der Atome des Grundgitters (maximale Abweichung des Atomradius 14%)
• Bei Metallen: Gleicher Gittertyp Voraussetzung
• Bei Unterschiedlichen Atomradien führt dies zu lokalen Spannungen im Kristallgitter > Gitterverzerrung
• bei größeren Subistitutionsatomen > Dilatationszonen im Gitter 
• bei kleineren Substitutionsatomen > Kompressionszonen

Was sind Phasengrenzen?

• Unterschiede in der chemischen Zusammensetzung im Gitter
• Änderung der strukturellen Anordnung der Atome im Gitter 
• 2 Phasen in einem Grundwerkstoff können alle 3 Zustände aufweisen, häufig zeitlich versetzt

Was ist der Unterschied zwischen Pore und Lunker?

• Unterscheidung aufgrund der Enstehungsgeschichte und -ursachen
• Hohlräume, die sich aufgrund der Volumenabnahme beim Erstarren von Metallschmekzen im Werkstück bilden > Lunker
• Hohlräume, die sich beim Erstarren der Metallschmelze aufgrund Gasblasen bilden > Poren

Texturen:

• a) anisotropischer Einkristall
• b) quasiisotroper Polykristall
• c) anisotrper Polykristall

Einfluss der Texturen:

• Pronunzierte Texturen verursachen anisotropisches Verhalten von Werkstoffen/-stücken auf  makroskopischen Ebene
• teils unerwünscht
• Betrifft:
• Magnetische Eigenschaften (abweichende Kristallenergie)
• Elektrochemische Eigenschaften (Korrosion, Ätzend)
• Physikalische Eigenschaften

Wovon sind Texturenbildung Abhängig?

• Reinheitsgrad des metallischen Werkstoffs
• Stapelfehlerenergie
• Volumen und Masse/Volumenverhältnis des Werkstücks
• Temperatur

Was versteht man unter Diffusion?7

• sich verteilen, sich verbreiten (auch gegenseitige Durchdringung)
• Begriff wird häufig bei Konzentrationsunterschieden in inhomogenen Atom/-Werkstoffsystemen verwendet
• findet jedoch auch in Einstoffsystemen (Eigendiffusion) statt
• Zwischengitter > Fremddiffusion

Fick's Gesetz:

• Bei Konzentrationsunterschied von Teilchen in einer Lösung ist der Teilchenstrom derart, dass der Konzentrationsunterschied sich verringert
• Anzahl der Teilchen, der je Zeiteinheit durch eine Flächeneinheit ist dem Konzentrationsgradienten proportional
• Diffusion tritt stärker in flüssigen und gasförmigen Zustand auf
• Diffusion (Teilchenstrom und damit der Konzentrationsgradient) lässt sich insbesondere in gasförmigen und flüssigen Systemen weitgehen konstant halten