Physikalische Werkstoffeigenschaften

by L. Schultz and J. Freudenberger

  • for materials scientists
  • first held in winter terms 2003/04 and summer terms 2004 (in german)

Nach einem knappen Abriß über die grundlegenden Begriffe wird der Aufbau und der Zustand von metallischen Festkörpern behandelt. Kristallstrukturen werden anhand ihrer fundamentalen Gittertypen eingeführt und der Umgang mit Kristallen in der Praxis erläutert. Kristallbaufehlern, die fuer eine Vielzahl von Eigenschaften metallischer Werkstoffe, insbesondere aber für die mechanischen Eigenschaften vertantwortlich sind, werden im Detail erläutert.
Die Kristallisation von metallischen Festkörpern und insbesondere die Phasendiagramme metallischer Legierungen wird behandelt. Es wird die Erstarrung von Metallen und Legierungen in unterschiedlichen Stadien und unter verschiedenen Rahmenbedingungen betrachtet und die Auswirkung auf die Eigenschaften der Festkörper diskutiert. Auf besondere Formen und Prozeße der Phasenbildung wird ebenfalls eingegangen. Die Auswirkung von Kristallbaufehlern auf die mechanischen Eigenschaften von metallischen Festkörpern wird eingegangen, wobei den Versetzungen in Metallen die entscheidende Rolle zukommt. Ihre Wechselwirkung untereinander und mit den Kristallbaufehlern wird diskutiert. Insbesondere sollen die für die Praxis wichtigen Möglichkeiten der Festigkeitssteigerung grundlegend erläutert werden. Kristallbaufehler sind für eine Vielzahl von Eigenschaften metallischer Werkstoffe, insbesondere für die physikalischen und mechanischen Eigenschaften verantwortlich. Zunächst werden die unterschiedlichen Typen von Kristallbaufehlern im Detail erläutert. Die Auswirkungen dieser Fehler auf die mechanischen Eigenschaften von metallischen Festkörpern werden behandelt. Hierbei spielen die Versetzungen in Metallen die entscheidende Rolle. Ihre Wechselwirkung untereinander und mit den Kristallbaufehlern wird diskutiert. Insbesondere sollen die für Praxis wichtigen Möglichkeiten der Festigkeitssteigerung grundlegend erläutert werden.

Inhalt:

Einleitung Titel  Teil 1
Kapitel 1: Thermodynamik von Legierungen Teil 1  Teil 2  Teil 3
Kapitel 2: Kristallstruktur und reziprokes Gitter Teil 1  Teil 2  Teil 3  Teil 4  Teil 5
Kapitel 3: Kristallisation Teil 1  Teil 2
Kapitel 4: Reale Zustandsdiagramme und ihre Interpretation Teil 1  Teil 2  Teil 3  Teil 4
Kapitel 5: Grundlagen ternärer Phasendiagramme Teil 1
Kapitel 6: Elektronen in periodischen Atomanordnungen Teil 1  Teil 2  Teil 3  Teil 4  Teil 5
Kapitel 7: Strukturen metallischer Phasen Teil 1
Kapitel 8: Diffusion Teil 1  Teil 2
Kapitel 9: Ausscheidungsvorgänge Teil 1  Teil 2
Kapitel 10: Grundlagen der mechanischen Eigenschaften Teil 1
Kapitel 11: Gitterfehler Teil 1  Teil 2  Teil 3  Teil 4  Teil 5
Kapitel 12: Plastische Verformung Teil 1
Kapitel 13: Verfestigungsmechanismen Teil 1  Teil 2
Kapitel 14: Rekristallisation Teil 1  Teil 2
Kapitel 15: Ordnung und Unordnung Teil 1  Teil 2

Weiterführende Literatur zur Vorlesung: Physikalische Werkstoffeigenschaften

    •    Gottstein: Physikalische Grundlagen der Materialkunde, Springer Verlag (2001)
    •    Haasen: Physikalische Metallkunde, Springer Verlag (1994)
    •    Porter/Easterling: Phase transformations in metals and alloys, Taylor and Francis (1992)
    •    Schulze: Metallphysik, Akademie Verlag Berlin (1974)
    •    Schatt/Worch: Werkstoffwissenschaft, Dt. Verl. d. Grundstoffindustrie (1996)
    •    Hansen/Beiner: Heterogene Gleichgewichte, deGruyter (1974)
    •    Buerger: Kristallographie, deGruyter (1977)
    •    International Tables for Crystallography, sample pages from Volume D (physical properties of crystals),Kluwer Academic publishers (2003)
    •    Pulverdiffraktogramme aus Einkristalldaten und Anpassung experimenteller Beugungsaufnahmen: PowderCell 2.3, Bundesanstalt für Materialforschung
    •    Wilke: Kristallzuechtung, Harri Deutsch (1988)
    •    Kittel: Einführung in die Festkörperphysik, Oldenbourg (1993)
    •    Wedler: Lehrbuch der physikalischen Chemie, Verlag Chemie (1982)
    •    Jiles: Introduction to the electronic properties of materials, Nelson Thornes Ltd (2001)
    •    George E. Dieter: Mechanical Metallurgy, McGraw-Hill Book Company (1988)
    •    I. Novikov (engl. Übersetzung von V. Afanasyev): Theory of heat treatment of metals, Mir Publishers (1987)
    •    Blumenauer/Pusch: Technische Bruchmechanik, VEB Dt. Verl. f. Grundstoffindustrie (1981)

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