[{"@context":"http:\/\/schema.org\/","@type":"BlogPosting","@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki29\/2021\/11\/30\/streckgrenzenanomalie-wikipedia\/#BlogPosting","mainEntityOfPage":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki29\/2021\/11\/30\/streckgrenzenanomalie-wikipedia\/","headline":"Streckgrenzenanomalie \u2013 Wikipedia","name":"Streckgrenzenanomalie \u2013 Wikipedia","description":"before-content-x4 In der Materialwissenschaft ist die Streckgrenzenanomalie bezieht sich auf Materialien, bei denen die Streckgrenze (dh die Spannung, die zum","datePublished":"2021-11-30","dateModified":"2021-11-30","author":{"@type":"Person","@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki29\/author\/lordneo\/#Person","name":"lordneo","url":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki29\/author\/lordneo\/","image":{"@type":"ImageObject","@id":"https:\/\/secure.gravatar.com\/avatar\/44a4cee54c4c053e967fe3e7d054edd4?s=96&d=mm&r=g","url":"https:\/\/secure.gravatar.com\/avatar\/44a4cee54c4c053e967fe3e7d054edd4?s=96&d=mm&r=g","height":96,"width":96}},"publisher":{"@type":"Organization","name":"Enzyklop\u00e4die","logo":{"@type":"ImageObject","@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki4\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/download.jpg","url":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki4\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/download.jpg","width":600,"height":60}},"image":{"@type":"ImageObject","@id":"https:\/\/wikimedia.org\/api\/rest_v1\/media\/math\/render\/svg\/ce4fbc396a162739f9e2aabcbcbb0299eda69b02","url":"https:\/\/wikimedia.org\/api\/rest_v1\/media\/math\/render\/svg\/ce4fbc396a162739f9e2aabcbcbb0299eda69b02","height":"","width":""},"url":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki29\/2021\/11\/30\/streckgrenzenanomalie-wikipedia\/","wordCount":5144,"articleBody":"     (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});before-content-x4In der Materialwissenschaft ist die Streckgrenzenanomalie bezieht sich auf Materialien, bei denen die Streckgrenze (dh die Spannung, die zum Ausl\u00f6sen des plastischen Nachgebens erforderlich ist) mit der Temperatur zunimmt.[1][2][3]        (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});after-content-x4Bei den meisten Werkstoffen nimmt die Streckgrenze mit steigender Temperatur ab.  Bei Metallen ist diese Abnahme der Streckgrenze auf die thermische Aktivierung der Versetzungsbewegung zur\u00fcckzuf\u00fchren, was zu einer leichteren plastischen Verformung bei h\u00f6heren Temperaturen f\u00fchrt.[4]In einigen F\u00e4llen bezieht sich eine Streckgrenzenanomalie auf eine Abnahme der Duktilit\u00e4t eines Materials mit steigender Temperatur, was bei den meisten Materialien auch gegenl\u00e4ufig ist.  Anomalien in der Duktilit\u00e4t k\u00f6nnen deutlicher sein, da ein anomaler Effekt auf die Streckgrenze durch seine typische Abnahme mit der Temperatur verdeckt werden kann.[5]  Zusammen mit Streckgrenzen- oder Duktilit\u00e4tsanomalien zeigen einige Materialien Extrema in anderen temperaturabh\u00e4ngigen Eigenschaften, wie z. B. ein Minimum bei der Ultraschalld\u00e4mpfung oder ein Maximum bei der elektrischen Leitf\u00e4higkeit.[6]Die Streckgrenzenanomalie bei \u03b2-Messing war eine der fr\u00fchesten Entdeckungen eines solchen Ph\u00e4nomens,[7]  und mehrere andere geordnete intermetallische Legierungen zeigen diesen Effekt.  Ausscheidungsgeh\u00e4rtete Superlegierungen zeigen eine Streckgrenzenanomalie \u00fcber einen betr\u00e4chtlichen Temperaturbereich.  Bei diesen Materialien variiert die Streckgrenze zwischen Raumtemperatur und mehreren hundert Grad Celsius kaum.  Schlie\u00dflich wird eine maximale Streckgrenze erreicht.  Bei noch h\u00f6heren Temperaturen sinkt die Streckgrenze und sinkt schlie\u00dflich bei Erreichen der Schmelztemperatur auf Null, wo der Feststoff in eine Fl\u00fcssigkeit \u00fcbergeht.  Bei geordneten intermetallischen Verbindungen betr\u00e4gt die Temperatur des Streckgrenzenpeaks etwa 50 % der absoluten Schmelztemperatur.[8]       (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});after-content-x4Table of ContentsMechanismen[edit]Thermisch aktivierter Querschlupf[edit]Niederschlag an der Korngrenze[edit]Vakanzaktivierte St\u00e4rkung[edit]Anwendungen[edit]Turbinen und Strahltriebwerke[edit]Kernreaktoren[edit]Verweise[edit]Mechanismen[edit]Thermisch aktivierter Querschlupf[edit]Eine Reihe von Legierungen mit dem L12 Struktur (z.B, Ni3Al, Ni3Ga, Ni3Ge, Ni3Si), zeigen Streckgrenzenanomalien.[9]  Die L12 Struktur ist eine Ableitung der kubisch-fl\u00e4chenzentrierten Kristallstruktur.  Bei diesen Legierungen betr\u00e4gt das aktive Gleitsystem unterhalb des Peaks 110\u27e9{111}, w\u00e4hrend das aktive System bei h\u00f6heren Temperaturen \u27e8110\u27e9{010} betr\u00e4gt.  Der H\u00e4rtungsmechanismus dieser Legierungen ist das Kreuzgleiten von Schraubenversetzungen von (111) zu (010) kristallographischen Ebenen.[10]  Dieser Querschlupf wird thermisch aktiviert und die Schneckenversetzungen sind auf den (010)-Ebenen viel weniger beweglich, so dass das Material bei steigenden Temperaturen verfestigt wird und sich mehr Schneckenversetzungen in der (010)-Ebene befinden.  Ein \u00e4hnlicher Mechanismus wurde f\u00fcr einige B2-Legierungen vorgeschlagen, die Streckgrenzenanomalien aufweisen (z.B, CuZn, FeCo, NiTi, CoHf, CoTi, CoZr).[8]Der Mechanismus der Streckgrenzenanomalie in Superlegierungen auf Ni-Basis ist \u00e4hnlich.[11]  In diesen Legierungen unterliegen Schraubensuperdislokationen einem thermisch aktivierten Kreuzgleiten auf {100}-Ebenen von {111}-Ebenen.  Dies verhindert eine Bewegung der verbleibenden Teile der Versetzungen auf der (111)[-101] Slip-System.  Auch hier tritt mit steigender Temperatur mehr Querschlupf auf, so dass die Versetzungsbewegung st\u00e4rker behindert wird und die Streckgrenze steigt.Niederschlag an der Korngrenze[edit]In durch Metallcarbide verst\u00e4rkten Superlegierungen bilden sich bevorzugt an Korngrenzen immer gr\u00f6\u00dfere Carbidpartikel, die bei hohen Temperaturen ein Korngrenzengleiten verhindern.  Dies f\u00fchrt zu einer Erh\u00f6hung der Streckgrenze und damit zu einer Streckgrenzenanomalie.[5]       (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});after-content-x4Vakanzaktivierte St\u00e4rkung[edit]Obwohl FeAl eine B2-Legierung ist, ist die beobachtete Streckgrenzenanomalie bei FeAl auf einen anderen Mechanismus zur\u00fcckzuf\u00fchren.  W\u00e4re Kreuzschlupf der Mechanismus, dann w\u00e4re die Streckgrenzenanomalie geschwindigkeitsabh\u00e4ngig, wie f\u00fcr einen thermisch aktivierten Prozess erwartet.  Stattdessen ist die Streckgrenzenanomalie zustandsabh\u00e4ngig, eine Eigenschaft, die vom Zustand des Materials abh\u00e4ngt.  Infolgedessen ist die durch Leerstellen aktivierte St\u00e4rkung der am weitesten verbreitete Mechanismus.[12]  Die Energie der Leerstellenbildung ist f\u00fcr FeAl niedrig, was eine ungew\u00f6hnlich hohe Konzentration von Leerstellen in FeAl bei hohen Temperaturen erm\u00f6glicht (2,5% bei 1000\u00b0C f\u00fcr Fe-50Al).  Die Leerstelle, die entweder in aluminiumreichem FeAl oder durch Erhitzen gebildet wird, ist eine Aluminiumleerstelle.[13]Bei niedrigen Temperaturen um 300 K nimmt die Streckgrenze entweder ab oder \u00e4ndert sich nicht mit der Temperatur.  Bei moderaten Temperaturen (0,35-0,45 Tm).[13][8]  Es wird angenommen, dass die Erh\u00f6hung der Streckgrenze aufgrund einer erh\u00f6hten Leerstellenkonzentration das Ergebnis von Versetzungen ist, die durch Leerstellen auf der Gleitebene fixiert werden, was ein Durchbiegen der Versetzungen bewirkt.  Dann k\u00f6nnen \u00fcber der Spitzenspannungstemperatur Leerstellen wandern, da die Leerstellenwanderung bei erh\u00f6hten Temperaturen leichter ist.  Bei diesen Temperaturen behindern Leerstellen nicht mehr die Versetzungsbewegung, sondern helfen eher beim Aufstieg.  Im Leerstellenverst\u00e4rkungsmodell wird die erh\u00f6hte Festigkeit unterhalb der Spitzenspannungstemperatur als proportional zur Leerstellenkonzentration auf die H\u00e4lfte angen\u00e4hert, wobei die Leerstellenkonzentration unter Verwendung der Maxwell-Boltzmann-Statistik gesch\u00e4tzt wird.  Somit kann die St\u00e4rke abgesch\u00e4tzt werden als e\u2212EF\/2kBT{displaystyle e^{-E_{f}\/2k_{B}T}}, mit EF{displaystyle E_{f}}  die Leerstellenbildungsenergie und T die absolute Temperatur ist.  Oberhalb der Spitzenspannungstemperatur kann ein diffusionsunterst\u00fctzter Deformationsmechanismus verwendet werden, um die Festigkeit zu beschreiben, da Leerstellen jetzt mobil sind und die Versetzungsbewegung unterst\u00fctzen.  Oberhalb des Peaks ist die Streckgrenze abh\u00e4ngig von der Dehnungsgeschwindigkeit und somit ist die maximale Streckgrenze geschwindigkeitsabh\u00e4ngig.  Als Ergebnis steigt die Spitzenspannungstemperatur mit einer erh\u00f6hten Dehnungsrate.  Beachten Sie, dass sich dies von der Streckgrenzenanomalie unterscheidet, bei der es sich um die Streckgrenze unterhalb des Peaks handelt, die geschwindigkeitsabh\u00e4ngig ist.  Die Spitzenstreckgrenze h\u00e4ngt auch vom prozentualen Aluminiumanteil in der FeAl-Legierung ab.  Wenn der Prozentsatz an Aluminium zunimmt, tritt die Spitzenstreckgrenze bei niedrigeren Temperaturen auf.[8]Die Streckgrenzenanomalie in FeAl-Legierungen kann versteckt werden, wenn thermische Leerstellen nicht durch langsames Gl\u00fchen bei relativ niedriger Temperatur (~400 \u00b0C f\u00fcr ~5 Tage) minimiert werden.[14]  Au\u00dferdem ist die Streckgrenzenanomalie nicht in Systemen vorhanden, die eine sehr niedrige Dehngeschwindigkeit verwenden, da die Spitzenstreckgrenze von der Dehngeschwindigkeit abh\u00e4ngig ist und daher bei Temperaturen auftreten w\u00fcrde, die zu niedrig sind, um die Dehngrenzenanomalie zu beobachten.  Da au\u00dferdem die Bildung von Leerstellen Zeit erfordert, h\u00e4ngt die H\u00f6he der Spitzenstreckgrenze davon ab, wie lange das Material auf der Spitzenspannungstemperatur gehalten wird.  Es wurde auch festgestellt, dass die Spitzenstreckgrenze nicht von der Kristallorientierung abh\u00e4ngt.[8]Andere Mechanismen wurden vorgeschlagen, darunter ein Cross-Slip-Mechanismus \u00e4hnlich dem f\u00fcr L12, Dislokationszerlegung in weniger bewegliche Segmente bei Jogs, Dislokationspinning, Climb-Lock-Mechanismus und Gleitvektor\u00fcbergang.  Der Gleitvektor\u00fcbergang von  zu .  Bei der Spitzenspannungstemperatur \u00e4ndert sich das Schlupfsystem von  zu .  Es wird angenommen, dass die \u00c4nderung ein Ergebnis des Gleitens ist  mit steigender Temperatur aufgrund eines Reibungsmechanismus schwieriger.  Dann Versetzungen in  haben im Vergleich leichtere Bewegungen.[15]  Ein anderer Mechanismus kombiniert den Leerstellenverst\u00e4rkungsmechanismus mit der Versetzungszerlegung.  Es hat sich gezeigt, dass FeAl mit der Zugabe eines terti\u00e4ren Additivs wie Mn ebenfalls eine Streckspannungsanomalie aufweist.  Im Gegensatz zu FeAl ist jedoch die Spitzenstreckgrenze oder Spitzenspannungstemperatur von Fe2MnAl ist nicht von der Dehnungsrate abh\u00e4ngig und kann daher dem durch Leerstellen aktivierten Verst\u00e4rkungsmechanismus nicht folgen.  Stattdessen wurde dort ein Ordnungsverst\u00e4rkungsmechanismus vorgeschlagen.[8]Anwendungen[edit]Turbinen und Strahltriebwerke[edit]Die Streckgrenzenanomalie wird bei der Konstruktion von Gasturbinen und Strahltriebwerken ausgenutzt, die bei hohen Temperaturen betrieben werden, wobei die verwendeten Materialien auf der Grundlage ihrer h\u00f6chsten Streckgrenze und Kriechbest\u00e4ndigkeit ausgew\u00e4hlt werden.  Superlegierungen k\u00f6nnen hohen Temperaturbelastungen standhalten, die weit \u00fcber die F\u00e4higkeiten von St\u00e4hlen und anderen Legierungen hinausgehen, und erm\u00f6glichen den Betrieb bei h\u00f6heren Temperaturen, was die Effizienz verbessert.[16]Kernreaktoren[edit]Materialien mit Streckgrenzenanomalien werden aufgrund ihrer mechanischen Hochtemperatureigenschaften und ihrer guten Korrosionsbest\u00e4ndigkeit in Kernreaktoren verwendet.[5]Verweise[edit]^ Liu, JB;  Johnson, DD;  Smirnov, AV (24. Mai 2005), “Vorhersage von Ertrags-Stress-Anomalien in L12 Legierungen: Ni3Ge\u2013Fe3Ge Pseudo-Bin\u00e4rdateien”, Acta Materialia, 53 (13): 3601\u20133612, Bibcode:2005AcMat..53.3601L, doi:10.1016\/j.actamat.2005.04.011^ Wua, D.;  B\u00e4cker, I.;  Munroe, PR;  George, EP (Februar 2007), “Die Streckgrenzenanomalie von einschlupforientierten Fe-Al-Einkristallen”, Intermetallische Verbindungen, f\u00fcnfzehn (2): 103\u2013107, doi:10.1016\/j.intermet.2006.03.007^ Gornostyrew, Yu.  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