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Erschienen in:

2018 | OriginalPaper | Buchkapitel

2. Metallische Werkstoffe

verfasst von : Wolfgang Weißbach, Michael Dahms, Christoph Jaroschek

Erschienen in: Werkstoffe und ihre Anwendungen

Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden

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Zusammenfassung

Metalle bilden unter den chemischen Elementen die größte Gruppe, es sind etwa 70 unter den 88 natürlich vorkommenden Elementen (Abschn. 1.4.1 Periodensystem).

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Allgemeines Streben der Materie nach einem Zustand niedrigster Energie, vergleichbar mit dem Fließen des Wassers zu Orten niedrigster Höhe.

Unterkühlung ist die Temperaturdifferenz zwischen der örtlichen Temperatur in der Schmelze und ihrer Erstarrungstemperatur. Sie kann mit einer Trägheit der Teilchen erklärt werden. Mit der Unterkühlung wächst die Wahrscheinlichkeit der Keimbildung. Unterkühlung spielt nicht nur beim Übergang flüssig-fest, sondern auch bei Umwandlungen im festen Zustand eine Rolle Je größer die Unterkühlung, desto größer ist die treibende Kraft für die Umwandlung.

gleiche Eigenschaften in alle Raumrichtungen.

richtungsabhängige Eigenschaften. Anisotropie ist der Gegensatz von Isotropie (griech.), isos \(=\) gleich; tropos \(=\) Richtung. Die \(r\)-Werte sind von der Winkellage der Zugprobe zur Walzrichtung abhängig. Deshalb gibt es mehrere Anisotropie-Werte \(r\). \(r\)-Wert kennzeichnet die Neigung zu Dickenänderungen unter Zug/Druck beim Tiefziehen, \(\boldsymbol{\Updelta r}\) die Neigung zur Zipfelbildung. Senkrechte Anisotropie \(r\): \(r\)-Werte liegen zwischen 0,8 und 2,8. Aus 3 Werten (0°, 45° und 90° zur Walzrichtung) wird ein Mittelwert \(r_{\text{m}}=1/4(r_{0}+r_{90}+2r_{45})\) errechnet. Ebene Anisotropie: \(\Updelta r=1/2(r_{0}+r_{90}-r_{45})\), sie liegt zwischen 0 und 1, kann auch negativ sein und äußert sich in der Zipfelbildung.

Das Zurückbleiben der Wirkung hinter der Ursache, z. B. bei Blattfedern. Ein- und Rückfedern verlaufen wegen der Reibung nach verschiedenen Kennlinien. Auch magnetische Hysterese.

Bevorzugte Ausrichtung der Kristallachsen. Führt in der Regel zu anisotropem Verhalten des Werkstoffes.

Formänderungsfestigkeit \(k_{\mathrm{f}}\) ist die wahre Fließspannung in MPa (auf den Augenblicksquerschnitt bezogen).

Umformgrad \(\varphi=\ln(1+\varepsilon)\) ist die auf die Momentanlänge bezogene logarithmische Formänderung (durch Integration der Differential-Quotienten \(\Updelta L/L)\).

Verzunderung ist der Materialverlust durch Reaktion des Stahles mit heißen Gasen über 600 °C.

lat. \(=\) Ausbreitung, Verschmelzung, Ergießung, physikalischer Mechanismus für einen Ausgleich eines Konzentrationsunterschieds.

Kriechen ist eine sehr langsame, bleibende Formänderung unter Spannung. Nach einer längeren Kriechphase mit konstanter Kriechgeschwindigkeit (temperatur- und spannungsabhängig) stellt sich eine Zunahme der Kriechgeschwindigkeit ein, die bis zum Bruch führt (Vorgänge in Abschn. 2.4.6). Wegen dieser Kriechvorgänge haben Metalle keine Dauerstandfestigkeit, also eine Spannung, die sie zeitlich unbegrenzt ertragen könnten.

(Spannungsermüdung) Nachlassen der Spannung durch das Kriechen z. B. bei vorgespannten Schrauben, oder das Setzen von Dichtungen und Federn.

Phasengleichgewicht ist hier der Zustand der größten thermodynamischen Stabilität. Sie ist erreicht, wenn das System ein Minimum der freien Enthalpie (d. h. nutzbaren Energie) besitzt. Die freie Enthalpie setzt sich bei gegebener Temperatur sowohl aus der Energie als auch der Entropie der Phasen zusammen.

eutektisch, zum Eutektikum gehörend (griech.) \(=\) das Feingebaute. Eutektikum ist das feinkörnige, besonders strukturierte Gefüge.

Zeitschrift für Metallkunde (Aufsätze überwiegend engl.). Hanser (Zeitschrift)

Askeland, D.R.: Materialwissenschaften. Spektrum (1996)

Bargel, H.-J., Schulze, G.: Werkstoffkunde. VDI-Verlag (2004)

Bergmann, W.: Werkstofftechnik 1. Hanser (2003)

Binder, H.: Lexikon der chemischen Elemente. Hirzel (1999)

Bürgel, R., Maier, H.J., Niendorf, T.: Handbuch der Hochtemperatur-Werkstofftechnik. Vieweg + Teubner (2011)

Gräfen, H. (Hrsg.): Lexikon Werkstofftechnik. VDI-Verlag (1991)

Hornbogen, E., Warlimont, H.: Metallkunde. Springer (2001)

Macherauch, E., Zoch, H.-W.: Praktikum in Werkstoffkunde. Vieweg + Teubner (2011)

Merkel, M., Thomas, K.-H.: Taschenbuch der Werkstoffe. Hanser (2003)

Schatt, W. (Hrsg.): Einführung in die Werkstoffwissenschaft. Wiley-VCH (2002)

Wellinger, K., Krägeloh, E.: Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung. rororo-Technik-Lexikon. Rowohlt (1971)

Titel: Metallische Werkstoffe
verfasst von: Wolfgang Weißbach
Michael Dahms
Christoph Jaroschek
Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden
Buch: Werkstoffe und ihre Anwendungen
Print ISBN: 978-3-658-19891-6

Electronic ISBN: 978-3-658-19892-3

Copyright-Jahr: 2018
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2

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