Charakterisierung von Werkstoffprüfungen

Arten von Prüfungen zur Charakterisierung von Werkstoffeigenschaften

Statische Prüfungen

• Zugprüfung
• Härteprüfung
• Kriechprüfung

Dynamische Prüfungen

• Schlagzähigkeitsprüfung
• Ermüdungsprüfung

Parameter zur Berechnung der Elastizität aus dem Zugversuch

Die folgenden Parameter sind für die Berechnung der Elastizität aus dem Zugversuch eines Materials erforderlich:

• Elastizitätsgrenze: Die maximale Spannung, bis zu der die Theorie der Elastizität gültig ist.
• Elastizitätsmodul (E): Das Verhältnis von Spannung (σ) zu Dehnung (ε), oft als Tangens des Winkels (tan θ) dargestellt. Dies ist ein grundlegender Parameter in der Elastizitätstheorie, der die Beziehung zwischen Spannungen und kaum messbaren Verformungen quantifiziert.

Unterschiede zwischen Rockwell-, Brinell- und Vickers-Härteprüfungen

Rockwell (HRC, HRB):

• Direkte Messung durch Vergleich der Eindringtiefenunterschiede (Vorlast und Hauptlast).
• Die Einwirkung wird durch die Tiefe und den Umfang des Eindringkörpers bestimmt.

Brinell (HB) / Vickers (HV):

• Messung des Eindrucks, wobei Härte = P/S (Kraft/Fläche).
• Indirekte Messung, Berechnung der Härte aus der Eindrucksfläche.

Einfluss der Kerbtiefe auf die Kerbschlagzähigkeit

Wie kann der Wert der Kerbschlagzähigkeit des Materials beeinflusst werden, wenn eine tiefe Kerbe vorhanden ist und ein Riss durch Ermüdung entsteht? Die Geometrie der Kerbe beeinflusst die Kerbschlagzähigkeit, da die Form der Probe die pro Volumeneinheit durch den Bruch absorbierte Energie beeinflusst. V-Kerben haben eine geringere Festigkeit (Schlagzähigkeit, absorbieren weniger Energie) als U-Kerben. Bei Vorhandensein eines kleinen Risses wird das Material spröder.

Parameter zur Definition des Verhaltens eines Kunststoffmaterials

• Bruchdehnung (A): Definiert durch die Dehnung, die zum Zeitpunkt des Bruchs der Probe erreicht wird: A(%) = ((L_r - L₀) / L₀) * 100.
• Einschnürung (Z): Definiert als die proportionale Abnahme der Querschnittsfläche, die am Bruch lokalisiert ist: Z(%) = ((S₀ - S_r) / S₀) * 100.

Vergleich von Werkstoffen anhand ihrer Eigenschaften

Die folgende Tabelle zeigt drei Werkstoffe mit ihren Eigenschaften. Begründen Sie:

1. Welcher Werkstoff hat die höchste Duktilität?
2. Welcher Werkstoff ist am zähesten?
3. Welcher Werkstoff ist am härtesten?

Material | Bruchlast | Elastizitätsgrenze | Dehnung

------- | -------- | ---------------- | --------

A | 450 | 390 | 30

B | 200 | 150 | 40

C | 400 | 390 | 5

1. Die Lösung ist B, weil er die größte Dehnung aufweist.
2. Die Lösung ist A, weil er eine hohe Bruchlast aufweist.
3. Die Lösung ist A. Die höhere Härte eines Materials ergibt sich aus dem Produkt (Bruchlast * Dehnung).

Warum wird bei der Rockwell-C-Prüfung eine Lastfolge von 10 + 140 kp verwendet?

Weil bei allen HR-Prüfungen eine Vorlast von 10 kg als Referenz L₀ verwendet wird.

Ursachen für die Nichtanwendbarkeit der Elastizitätstheorie bei hohen Temperaturen

Ein Material, das bei hohen Temperaturen arbeitet, kann Kriechen erfahren. Die Elastizitätstheorie ist nicht anwendbar, wenn das Material kriecht, da es keine elastische Phase gibt. Die Spannungs-Dehnungs-Kurve hat eine Steigung von fast 90 Grad, was zu einem unendlichen E-Modul führt (E = tan(90°) = ∞).

Vorsichtsmaßnahmen bei der Konstruktion eines Materials mit geringer Zähigkeit

Die Zähigkeit nimmt stark ab, wenn die Temperatur unter -10 °C sinkt. Stellen Sie sicher, dass das Material bestimmte Werte für Bruchlast und Dehnung (in Prozent) überschreitet.

Parameter, die von der Höhe der Spannungen abhängen

Abhängig von den erzeugten Spannungen, der Art der Arbeit und der Häufigkeit wird die Anzahl der Zyklen bis zum Ausfall bestimmt.

Kann man durch die Analyse eines Bruchs die Art der Beanspruchung erkennen?

Ja, denn auf der Außenseite des Bruchs befindet sich eine faserige oder matte Zone, die größer ist, je höher die Zähigkeit des Materials ist. Dieser Bereich zeigt an, dass Energie absorbiert wurde. Im Inneren befindet sich ein heller, kristalliner Bereich mit geometrischen Mustern, in dem keine Energie absorbiert wird und das Material spröde ist. Anhand der Dimensionen der einzelnen Zonen kann man die Art der erzeugten Spannung ableiten.

Parameter, die die Art der Schlagprüfung definieren

Die wichtigsten Parameter sind:

1. Aufprallgeschwindigkeit (V) des Pendels, Hubhöhe und Fallhöhe.
2. Kinetische Energie (E) am Aufprallpunkt.

Diese Parameter sind eine Funktion der Prüfvariablen des Pendels (Masse (m), Höhe (h), Winkel (α)) durch die Gleichungen:

V = √(2 * g * h)

E = m * g * h

Kann man durch Beobachtung des Bruchs feststellen, ob ein Material eine hohe oder niedrige Zähigkeit aufweist?

Wenn bei Brüchen zwei Arten von Bereichen deutlich unterschieden werden: heller, kristalliner Bruch mit geometrischen Flächen und faseriger, matter Bruch. Kristalline Brüche werden mit geringer Energieaufnahme erreicht. Graue, faserige Brüche haben die höchste Energieaufnahme oder Kerbschlagzähigkeit. Die Kerbschlagzähigkeit ist direkt proportional zur absorbierten Energie vor dem Bruch. Bei einer U-förmigen Kerbe ist die absorbierte Energie größer als bei einer V-Kerbe, so dass die Kerbschlagzähigkeit größer ist. Die Kerbschlagzähigkeit nimmt auch mit größerem Radius, höherer Festigkeit und größerem duktilem Bereich zu.

Begründung für die Berechnung der Zähigkeit durch Extrapolation

Bei der Korrelation der Kerbschlagzähigkeit mit der Prüftemperatur für Charpy-Proben gibt es einen starken Rückgang der Kerbschlagzähigkeit zwischen 0 und -20 °C, bis ein vollständig sprödes Verhalten auftritt. Die Kerbschlagzähigkeit steigt zwischen diesen Werten weniger steil an und nimmt dann zu.

Korrelation zwischen Rockwell-, Brinell- und Vickers-Härte mit Parametern der Zugfestigkeit

In allen drei Versuchen nehmen mit zunehmender Härte die Streckgrenze, die Zugfestigkeit und der Elastizitätsmodul zu, während die Dehnung abnimmt (und umgekehrt).

Vor- und Nachteile der Härteprüfung nach Rockwell, Brinell und Vickers

• Brinell: Für große Verformungen und weiche Materialien. Der Nachteil ist, dass bei dieser Art von Prüfung die elastische Verformung weniger geschätzt wird.
• Rockwell und Vickers: Für kleine Verformungen und härtere Materialien. Der Nachteil ist, dass die Oberfläche vorbereitet werden muss, weshalb eine Vorlast aufgebracht wird.

Parameter zur Korrelation der Mikrometernadel bei abgebrochener Rockwell-Prüfung

Durch die Aufhebung der Last auf das Material erholt es sich elastisch und es bleibt eine bleibende Verformung zurück. Der Parameter ist die elastische Rückstellung.

Interpretation der Härte eines Materials aus der Beobachtung des Bruchs in einer Charpy-Prüfung

Kristalline Brüche werden mit geringer Energieaufnahme erreicht. Graue, faserige Brüche haben die höchste Energieaufnahme und Kerbschlagzähigkeit.

Gefüge und Eigenschaften von Metallen

Warum hat α-Fe (kfz) eine höhere Streckgrenze als γ-Fe (krz)?

α-Fe (kfz) hat 4 Gleitsysteme und γ-Fe hat 12, was eine größere Fähigkeit zur plastischen Verformung ermöglicht.

Rolle von Leerstellen und Versetzungen beim Härten von Metallen und Legierungen

Leerstellen begünstigen die plastische Verformung und verleihen Metallen und Legierungen Härte. Der Mechanismus besteht darin, dass sich die Atome einzeln verschieben und die Position des vorherigen Atoms einnehmen.

Ursachen für Gleitlinien im Labor während der Zugprüfung

Die Gleitlinien beginnen in Einkristallen mit dichten Gleitsystemen bei 45° zur Spannungsachse.

Warum können in einer polykristallinen Struktur nur wenige Körner gleiten?

In einer polykristallinen Struktur ist die Orientierung der Körner zufällig. Wenn die Spannungen gering sind, werden nur die Körner gleiten, die nahe 45° ausgerichtet sind.

Wie wird die Beseitigung der Rauheit nach dem Polieren eines Metalls erklärt?

Das Polieren entfernt die Rauheit nach dem Verschieben der Probe. Die Probe wird in eine Richtung geschliffen und die Richtung wird alle 90° geändert. Um Brüche zu vermeiden, wird die Probe geglüht, um das ursprüngliche Aussehen wiederherzustellen.

Wie rechtfertigt sich die Zunahme der Versetzungen mit der plastischen Verformung?

Die Hauptursache ist die Ausbreitung von Versetzungen. Diese Theorie basiert auf der Grundlage, dass sich eine Versetzung teilt und die andere Versetzung erzeugt, um den Zyklus zu wiederholen. Je mehr Versetzungen sich ausbreiten, desto mehr plastische Verformung erfährt das Material.

Wie beeinflussen diese Eigenschaften die Verfahren, die bei Gussteilen angewendet werden?

Eine Erhöhung der Geschwindigkeit erleichtert die Keimbildung und führt zu kleineren, gleichachsigen Körnern.

Beschreiben Sie eine zerstörende und eine zerstörungsfreie Methode zur Bestimmung des Spannungszustands eines Materials

• Zerstörend: Durch Korrosion, ein chemischer Angriff auf geeignete metallische Oberflächen, der an den Schnittpunkten der Versetzungen auf der Oberfläche des Metalls auftritt.
• Zerstörungsfrei: Durch Mikrohärteprüfung.

Argumente, die die Kornverfeinerung als Härtungstechnik rechtfertigen

An den Korngrenzen sind Versetzungen stärker verankert, was die Gleitung erschwert. Feineres Korn begrenzt die Plastizität und härtet die Legierung.

Konsequenzen der unterschiedlichen plastischen Verformung von Metallen und Legierungen in Bezug auf die Härtungsindizes

Als Konsequenz der unterschiedlichen plastischen Verformung steigt der absolute Dehnungsindikator (Le = Lec/Leo - 1). Der Eigensicherheitsindikator der Härtung nimmt in der verformten Legierung ab (Dehnung nimmt ab) a = 1 - Ai/Ao, wenn der Grad der Härtung in der verformten Legierung zunimmt (Zunahme von Le und σ_r).

Konzept der kristallinen Textur

Es ist die bevorzugte Orientierung bestimmter kristallographischer Richtungen, die sich durch die Anwendung von Spannungen ausrichten. Die Wahl der Orientierung hängt vom Typ und der Kristallstruktur ab, während der Grad der Orientierung vom Grad der erreichten Verformung abhängt.

Mechanismen der Zwillingsbildung

Die Zwillingsbildung ist ein Mechanismus, der die Hemmung des Gleitens durch die Teilung der plastischen Verformung von Korn und Korngrenzen beinhaltet.

Identifizierung der Phasen des Glühens, die gegen die durch Verformung erzeugte Härtung wirken

Die verbleibenden Maßnahmen sind entweder vor dem Wärmestrom durch die Abnahme der inneren Energie oder durch Maßnahmen zur Beeinflussung der Form und Größe des Korns.

Phasen des Glühens vs. Mikrostruktur

Es gibt 3 Phasen:

1. Erholung, bei der die Härte leicht abnimmt, ohne dass sich die Kristallstruktur ändert.
2. Rekristallisation, bei der die Bitterkeit verloren geht und die polykristalline Struktur wiederhergestellt wird.
3. Kornwachstum, bei dem die Zeit die Eigenschaften leicht verringert.

Einfluss der Zeit auf die Rekristallisationstemperatur

Zeit und Temperatur stehen in einer exponentiellen Beziehung. Die Zeit ist empfindlicher gegenüber Temperaturschwankungen. Die Härte beeinflusst die Zeit, die für die Rekristallisation benötigt wird, umgekehrt hyperbolisch.

Einfluss der Variablen auf die benötigte Rekristallisationszeit

Die Zunahme der Verformung, der Härte und der Rekristallisationstemperatur verringern die benötigte Zeit für die Rekristallisation der gesamten Masse.

Einfluss der Korngröße auf die Rekristallisation

Bei gleichen Glüh- und Verformungsbedingungen begünstigt eine kleinere Korngröße die Rekristallisation und umgekehrt.

Einfluss von Zeit und Temperatur auf das Kornwachstum

Die Korngröße wächst exponentiell mit der Zeit und der Glühtemperatur. Die Korngröße nimmt mit der Zeit nach der Rekristallisation stark ab.

Verfahren zur Reduzierung der Korngröße durch Kaltverfestigung einer Legierung

Feines Korn wird nach aufeinanderfolgenden Verformungsprozessen mit maximaler Kaltverfestigung und Rekristallisation ohne Kornwachstum erreicht.

Erstarrung von Metallen

Unterschiede zwischen homogener und heterogener Keimbildung

• Heterogene Keimbildung: Tritt auf, wenn ein niedrigerer kritischer Radius des Keims vorliegt. Diese Keimbildung wird gebildet, um die Oberfläche zu befestigen. Kornverfeinerer werden verwendet.
• Homogene Keimbildung: Die Kerne sind homogen ausgebildet und es werden keine Kornverfeinerer verwendet.

Parameter oder Bedingungen, die die Bildung von dendritischen Strukturen erleichtern

Sie sind in der Regel charakteristisch für Teile, die durch Erstarrung reiner Metalle gewonnen werden. Dies ist auf das schnellere Wachstum des Keims in der bevorzugten Richtung der Kristallstruktur zurückzuführen. Die Größe der Dendriten hängt von der Abkühlgeschwindigkeit ab; je höher die Abkühlgeschwindigkeit, desto kleiner die Dendriten. Die Größe der Dendriten wird verringert, wenn Kornverfeinerer verwendet werden. Die Anzahl hängt von der Geschwindigkeit der Keimbildung stabiler Keime ab.

Bereiche, in denen am ehesten gleichachsige Körner zu finden sind, und ihre Ursachen

Diese Art von Korn ist in der zentralen Zone der Gussoberfläche verteilt. Die ersten Körner erstarren aufgrund ihrer höheren Abkühlgeschwindigkeit.

Wie kann die Isotropie von reinem Metallguss gefördert werden?

Durch Zugabe von Kornverfeinerern, die dazu neigen, Teile mit gleichachsigeren Strukturen zu erzeugen, wird die Isotropie begünstigt.

Voraussetzungen für einen Kornverfeinerer

Er muss sowohl auf dendritische als auch auf gleichachsige Körner wirken, um deren Größe während der Erstarrung zu verringern. Er muss die heterogene Keimbildung bei der Erstarrung von Metallen ermöglichen. Kornverfeinerer sind in der Regel Übergangselemente oder intermetallische Verbindungen in ionischer Form (Karbide, Nitride, Boride) und weisen eine isomorphe Struktur und einen ähnlichen Atomradius auf.

Identifizierung der Phasen einer Legierung

• Metallographische Techniken: Die verschiedenen Phasen werden bei Raumtemperatur betrachtet, wobei nur die Phasen sichtbar sind, die bei dieser Temperatur stabil sind. Es kann auch eine Abschreckung von der vorherigen Temperatur verwendet werden, sofern dies nicht zu anderen Phasenänderungen führen kann.
• Mikroskopie mit Heiztisch: Für Beobachtungen bei hohen Temperaturen.
• Chitosan: Ermöglicht die Quantifizierung der temperaturbeständigen Eigenschaften.
• Röntgenbeugung: Identifiziert die stabile Phase durch einen Vergleich der charakteristischen Spektren.

Warum können Metalle, die sich nicht interstitiell legieren, keine vollständige Löslichkeit im festen Zustand aufweisen?

Dies liegt hauptsächlich an der ähnlichen Atomgröße (die Atome passen nicht in die Zwischenräume).

Probleme beim Erhitzen einer Legierung unterhalb, aber nahe der Soliduslinie

Es kann eine flüssige Phase auftreten. Dendritische Segregation.

Phänomen der dendritischen Segregation

Schnelles Abkühlen außerhalb des Gleichgewichts erzeugt einen höheren Temperaturbereich, in dem flüssige und feste Phasen gleichzeitig vorhanden sind. Die Erstarrung erfolgt zuletzt bei einer niedrigeren Temperatur als durch das Gleichgewicht vorhergesagt. Die letzte Flüssigkeit, die erstarrt, hat eine höhere Konzentration des Metalls mit einer niedrigeren Schmelztemperatur. Je höher die Abkühlgeschwindigkeit, desto stärker sind die Auswirkungen.

Wirkung der Kernbildung

Es ist der Konzentrationsunterschied in aufeinanderfolgenden Schichten vom Kern nach außen eines einphasigen Korns. Das Korn ist reicher an der zentralen Komponente mit höherem Schmelzpunkt und die untere Kruste hat einen niedrigeren Schmelzpunkt.

Merkmale einer segregierten Struktur

Sie sind nicht für die Industrie geeignet. Segregierte Strukturen können an Korngrenzen als Schwachstellen wirken. Sie verursachen einen Mangel an Einheitlichkeit in Bezug auf die physikalischen und mechanischen Eigenschaften und in einigen Fällen eine erhöhte Anfälligkeit für interkristalline Korrosion. Sie haben schlechtere mechanische Eigenschaften (niedrigere Streckgrenze und Zugfestigkeit) als gleichmäßige Strukturen.

Phasen des Homogenisierungsglühens

Das Werkstück wird in den Ofen eingeführt, auf die Homogenisierungstemperatur erhitzt und dann abgekühlt.

Eigenschaften, die nach einem Homogenisierungsglühen in einer segregierten Struktur erhalten werden

Die segregierte Phase behält ihre Härte und somit ihre ursprüngliche Zusammensetzung bei. Die primäre Phase erfährt eine allmähliche Abnahme der Mikrohärte, die eine Anreicherung des Metalls mit niedrigerem Schmelzpunkt aus der segregierten Phase darstellt.

1. Diffusion von Metallen

Sie tritt in jedem Zustand auf und hängt von der Diffusion von Atomen oder Molekülen zwischen den Bereichen ab, die unterschiedliche Konzentrationen aufweisen. Die Diffusion wird durch unzählige ungeordnete Bewegungen verursacht. Wenn eine große Anzahl von Atomen an diesen systematischen Bewegungen beteiligt ist, fließen sie in Richtung des Konzentrationsgradienten.

Gesetze über das Phänomen der Diffusion

• Ficksche Gesetze:
  • (1) Der Fluss der Atome ist proportional zum Konzentrationsgradienten und verläuft in die entgegengesetzte Richtung des Gradienten.
  • (2) Die Veränderung der Konzentration ist eine direkte Funktion der Ableitung des linearen Konzentrationsgradienten in Bezug auf den Raum.

Gefüge der eutektischen Bestandteile. Auswirkungen auf das mechanische Verhalten von Legierungen

• Makrostrukturelle Inhomogenität.
• Ebene Formen von abwechselnden lamellaren Phasen in der Mikrostruktur.
• Die maximale Härte wird bei der eutektischen Zusammensetzung beobachtet und nimmt zu, wenn wir uns von der Zusammensetzung des reinen Metalls entfernen.

Wie kann die Kernbildung in einer Legierung mit einem breiten Erstarrungsbereich vermieden werden? Wie kann sie korrigiert werden?

Wir können die Kernbildung vermeiden, indem wir die Abkühlung mit einem Kornverfeinerer verlangsamen. Sie kann durch Homogenisierungsglühen korrigiert werden.

Begründung für das Auftreten der eutektischen Zusammensetzung in einer dendritischen Segregation

Dendritische Segregation kann durch schnelles Abkühlen auftreten.

Eigenschaften einer Struktur mit dendritischer Segregation

Die Strukturen sind aufgrund des Mangels an Einheitlichkeit in Bezug auf die physikalischen und mechanischen Eigenschaften getrennt, und in einigen Fällen besteht eine erhöhte Anfälligkeit für interkristalline Korrosion. Eine segregierte Struktur hat schlechtere mechanische Eigenschaften (niedrigere Streckgrenze und Zugfestigkeit) als eine normale Struktur.

Gefüge von untereutektischen Legierungen

Einphasige Körner, die in die zweiphasige eutektische Struktur eingetaucht sind.

Gefüge von übereutektischen Legierungen

Die untereutektische und übereutektische Mikrostruktur sind ähnlich, nur dass anstelle der Cu-reichen Phase der untereutektischen Basis eine Ag-reiche Phase in der übereutektischen Basis vorliegt.

Wärmebehandlungen von Stählen

Martensitische Umwandlung. Begründung

Es ist ein Härtungsprozess für Legierungen mit allotropen Eigenschaften, wie im Fall von Eisen in Stahl. Um eine martensitische Umwandlung zu erhalten, muss der Stahl auf eine Temperatur oberhalb von 723 °C erhitzt werden, so dass die Komponenten (Ferrit und Perlit bei untereutektoiden Stählen, Perlit und Zementit bei übereutektoiden Stählen) in Austenit umgewandelt werden.

Parameter, von denen die Härte einer martensitischen Stahlstruktur abhängt

• Die Abkühlgeschwindigkeit beim Abschrecken.
• Der C-Gehalt im Stahl und die Korngröße.

Warum ist nach dem Abschrecken mit martensitischer Umwandlung ein Anlassen erforderlich?

Da beim Abschrecken eines Stahls mit martensitischer Umwandlung ein Stahl mit sehr hohen statischen Eigenschaften, aber sehr geringen dynamischen Eigenschaften entsteht, da hohe innere Spannungen in den Kristallen erzeugt werden.

Konzept der kritischen Abschreckgeschwindigkeit. Abhängige Parameter

Die minimale Abkühlgeschwindigkeit, bei der eine Masse von Austenit vollständig in Martensit umgewandelt wird. Sie hängt ab von:

• Der Korngröße des legierten Stahls.

Unter welchen Bedingungen finden wir nach dem Abschrecken keine 100%ige Martensithärte?

Sie kann nicht erreicht werden:

• Die Zusammensetzung des Materials (C und Legierungselemente). In Legierungen mit einem hohen Gehalt an Legierungselementen bleibt Austenit oft nach dem Abschrecken zurück.
• Die Austenitisierungstemperatur.
• Die Korngröße.

Anlassen eines Industriestahls mit 0,4% C

Eine Studie an defekten Teilen stellt fest:

1. Der Stahl hat die richtige Zusammensetzung.
2. Die Mikrostruktur des Abschreckens weist eine Mischung aus Martensit mit 10-20% Ferrit auf.

Was sind die Ursachen für den Fehler? Die Abkühlgeschwindigkeit ist niedriger als die kritische Abschreckgeschwindigkeit, so dass sich ein Teil des Austenits in Ferrit umgewandelt hat.

Wie kann eine 100%ige martensitische Struktur durch Luftabkühlung eines Stahlstücks erreicht werden?

Wenn die kritische Abschreckgeschwindigkeit geringer ist als die Abkühlgeschwindigkeit an der Luft, was mit Stahllegierungsbestandteilen wie Mn, Mo, Cr, Si oder Ni erreicht werden kann.

Unterschiede zwischen den Produkten in der Bainit-Umwandlung von unter- und übereutektoiden Stählen

Der Unterschied zwischen unter- und übereutektoidem Bainit liegt in der Kohlenstoffzusammensetzung.

Nachteilige Auswirkungen der Karbidbildner auf die Lage der S-Kurven in Stählen

Karbidbildner verringern die Härtbarkeit von Stählen und benötigen hohe Austenitisierungstemperaturen, um ihre vollständige Auflösung zu erreichen. Wenn dies nicht erfüllt ist, bleiben ungelöste Karbide zurück, was den Anteil an C in der Austenitmasse verringert und somit zu einer geringeren Härte des Martensits führt. Diese Karbide benötigen jedoch mehr Zeit für die Umwandlung des Austenits, wodurch die kritische Abschreckgeschwindigkeit verringert wird.

Elemente, die die S-Kurven in Stählen verzerren

Mn, Mo, Cr, Si oder Ni.

Begründung für die Verwendung des TTT-Diagramms zur Definition der kritischen Abschreckgeschwindigkeit

Wenn wir die Kinetik des Abkühlens mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten auf das TTT-Diagramm anwenden, stellen wir fest, dass einige dieser Bereiche die Ferrit + Perlit- oder Bainit-Umwandlungsbereiche schneiden, was den Anteil des Austenits angibt, der sich bei diesen Geschwindigkeiten nicht in Martensit umwandelt. Es gibt jedoch andere, die keinen dieser Bereiche schneiden und direkt in den martensitischen Umwandlungsbereich übergehen, so dass sich die gesamte Austenitmasse umwandelt. Unter diesen gibt es eine, die tangential zur Kurve verläuft und als kritische Abschreckgeschwindigkeit betrachtet wird.

Prozesse zur Beseitigung von Restaustenit in Stahlkonstruktionen

Ein isothermer Prozess, der es dem Martensit ermöglicht, sich zu verformen, und somit den Restaustenit in Martensit umzuwandeln, der eine voluminösere Struktur aufweist.

Klassifizierung von Legierungen mit Formgedächtnis-Umwandlungen

Formgedächtnislegierungen sind solche, die nach einem Herstellungsverfahren in die Form zurückkehren, die sie bei einer bestimmten Temperatur hatten. Beispiele sind: Cu-14,2Al-4,2Ni. Sie zeichnen sich aus durch:

• Reversible martensitische Umwandlung.
• Martensitische Umwandlung durch Verformung durch Zwillingsbildung.

Anwendungen: Ventile oder Verschlüsse, bei denen die mechanischen Eigenschaften bei steigender Temperatur unterschiedlich sein müssen.

Analyse der Eigenschaften, die in einer hochlegierten Stahllegierung zu erwarten sind, bei der nach dem Abschrecken ein Anlassen angewendet wird, um Restaustenit über lange Zeiträume umzuwandeln

Wenn wir einen hochlegierten Stahl abschrecken und über einen längeren Zeitraum anlassen, können wir Folgendes erwarten:

• Umwandlung von Austenit in Martensit, um den Restaustenit zu beseitigen.
• Anlassen von Martensit, was die dynamischen Eigenschaften verbessert.
• Wenn wir die Anlasszeit verlängern, kommt es zu einer Überalterung und dem damit verbundenen Verlust von C aus dem Martensit, wodurch die mechanischen Eigenschaften verloren gehen.

Fazit: Anstatt den Restaustenit in Martensit umzuwandeln, um eine höhere Festigkeit zu erzielen, haben sich die mechanischen Eigenschaften des Stahls erheblich verschlechtert.