Zusammenfassung
Nach der z.T. doch sehr formalen Beschreibungsweise von Metallen und Legierungen ab Vielkomponentensysteme im letzten Kapitel sollen die grundsätzlichen Ergebnisse der Untersuchungen zu der sich bei der zyklischen Verformung einstellenden Versetzungsstruktur dargestellt werden. Dieses Gebiet ist so komplex und, wie z.B. die Anzahl der dazu vorliegenden Veröffentlichungen zeigt, so umfangreich, daß eine sinnvolle Beschränkung Not tut.
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Literatur
Shirai und Weertman [140] schlagen zur Darstellung des Einflusses der Temperatur eine Auftragung der Versetzungsstruktur für vorgegebene Beanspruchungsamplitude gegen T/T m (Abszisse) und der Zyklenzahl (Ordinate) vor. Es wird (für Kupfer) davon ausgegangen, daß bei hohen Temperaturen keine persistenten Gleitbänder existieren können, da die Matrixstruktur, in der sich die persistenten Gleitbänder bilden, aufgrund der stattfindenden Erholungsvorgänge durch eine Zellstruktur ersetzt wird. Der vermutete Grenzwert von T = 525 K ist aber nach [141, 142] zu niedrig. Eine analoge Darstellung für Aluminium findet sich in [143].
Es sollte angemerkt werden, daß der Nachweis von Nahordnungsvorgängen z.B. durch diffuse Neutronenstreuung sehr aufwendig ist und bisher relativ wenige Legierungssysteme untersucht wurden.
Ähnliches Verhalten wurde auch bei einsinniger Beanspruchung beobachtet (z.B. [128]).
In einer Reihe von Arbeiten zu diesem Thema werden die resultierenden Versetzungsstrukturen unter dem Gesichtspunkt der “Low Energy Dislocation Structures” (LEDS) behandelt (z.B. [197, 165, 160]). Bei den Computerberechnungen dient meist ein mathematischer Formalismus als Grundlage, der aus der von Cahn und Hillert zur spinodalen Entmischung entwickelten Theorie bzw. deren Anwendung auf Zellstrukturen (nach Holt und Gittus) abgeleitet ist. Eine dritte Betrachtungsweise basiert auf der Theorie zur Selbstorganisation dissipativer Strukturen, die mit dem Namen Prigogine [198] eng verknüpft ist. Berücksichtigt man die hohe Dynamik der Versetzungsreaktionen, wie sie im Zusammenhang mit der plastischen Verformung der PGB beschrieben wurde, so erscheint die zuletzt genannte Behandlungsmethodik am vielversprechensten.
Bei großer Korngröße liegt ein Mischfall zwischen Einkristall- und Vielkristallverhalten vor.
σ S wurde durch Division mit dem Schubmodul G temperaturkompensiert.
Die Beziehung (5.7) kann z.B. dazu benutzt werden, um aus dem mittleren Zelldurchmesser die lokale wirksame Spannungsamplitude zu ermitteln. Damit können die Belastungen an einer Rißspitze abgeschätzt und über die zyklische Spannungs-Dehnungskurve in plastische Dehnungsamplituden umgerechnet werden (z.B. [214]).
Die Grenzen der Analogie von einsinniger und zyklischer Belastung werden in [129] diskutiert.
Allerdings ist fraglich, ob die Verwendung des Begriffes sekundäre Verfestigung bei hohen Beanspruchungsamplituden berechtigt ist, da er strenggenommen voraussetzt, daß der Anstieg von Δσ/2 vom Plateau der zyklischen Sättigung ausgeht.
In [73] wird durch interferometrische Messung gezeigt, daß dadurch die lokale Abgleitamplitude um mindestens zwei Drittel reduziert wird.
Da sich die zyklische Sättigung aber meist bis zum Bruch erstreckt, hat sie für das zyklische Verformungsverhalten eine wichtige Bedeutung.
Im Gegensatz zu den von Neumann an Kupfereinkristallen beobachteten strain bursts [223] zeigen sich diese Maxima bei konstanter Beanspruchungsamplitude.
Das Hochtemperaturverhalten sollte zur besseren Abgrenzung gegenüber dem Verformungsverhalten, das für hohe Temperaturen charakteristisch ist, eher als Miiieltemperaturverhalten bezeichnet werden.
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Christ, HJ. (1991). Die Versetzungsstruktur bei zyklischer Verformung. In: Wechselverformung von Metallen. WFT Werkstoff-Forschung und -Technik, vol 9. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-52345-8_5
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