Zusammenfassung
Durch die Arbeit der letzten 40 Jahre sind die Erkenntnisse vom Aufbau der Stoffe aus Atomen und Elektronen so gefestigt worden, daß der heutige Physiker ganz selbstverständlich atomistisch denkt. Auch bei der hier gestellten Aufgabe, dem Materialprüfer die grundsätzlichen physikalischen Ursachen der für ihn wichtigen Eigenschaften von Metallen und Legierungen zusammenfassend darzustellen, wird von der atomistischen Beschreibung als der anschaulichsten und umfassendsten auszugehen sein. Stellen wir uns aber vor, wir hätten ein Mikroskop, mit dem wir jedes einzelne der 1023 in einem Kubikzentimeter Eisen befindlichen Atome mit seiner Elektronenwolke sehen könnten, so würden wir zunächst die Dynamik der Zusammenhänge ebensowenig erkennen können wie ein Laie, der ohne Erklärung in das Innere einer komplizierten Maschine gestellt wird. Um Ursachen und Wirkungen sehen zu können, müssen wir an Hand verschiedener, ganz bestimmter Fragestellungen, die von der Physik und physikalischen Chemie zum Teil lange vor der Atomistik ausgearbeitet wurden, nach räumlichen und zeitlichen Regelmäßigkeiten in der Atomgruppierung suchen. Die für die Technologie der Metalle wichtigsten von diesen Fragen sind in Abschn. B, C und D erörtert, nachdem in A der durch die Röntgeninterferenzen fast unmittelbar sichtbar zu machende Kristallgitterbau beschrieben wurde.
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Literatur
Die klassischen, für alles Folgende grundlegenden Methoden in den Lehrbüchern der Metallkunde: G. Tammann, 4. Aufl. Leipzig 1932.
P. Goerens, 8. Aufl., Halle 1948.
F. Sauerwald: Berlin 1929.
G. Sachs: Berlin 1935.
G. Masing: Berlin/Göttingen/ Heidelberg 1950.
Die physikalische Theorie der Kristalle: F. Seitz: Modern Theorie of Solids. New York u. London 1940
F. Seitz: Physics of Metals. New York 1943.
B. Chalmers: Metal Physics. New York 1949.
Methoden und Ergebnisse der Strukturbestimmung: R. Clocker: Materialprüfung mit Röntgenstrahlen, 3. Aufl., Berlin/Göttingen/Heidelberg 1949.
J. M. Bijvoer, N. H. Kolxmeijer U. C. H. Mcgillavry: Röntgenanalyse von. Kristallen. Berlin 1940.
Übersicht über die physikalischen Eigenschaften der Metalle. W. Borelius: Handbuch der Metallphysik, Bd. I, 2. Leipzig 1935.
Man kann also nicht etwa sagen, alle innenzentrierten Elemente seien härter als die flächenzentrierten oder neigen mehr zum Ferromagnetismus usw.
Zusammenstellung der Strukturbestimmungen und genaue Darstellung der Gitter: Strukturberichte der Zeitschrift für Kristallographie. Leipzig 1931-1943. — Structure Reports for 1947-48, hrsg. von A. I. G. Wilson. Utrecht 1951.
Das sind die Elemente, deren „Atomradius“ wesentlich kleiner ist als der der Metalle. Auch Bor kann hierhergehören.
Siehe das Sonderheft: Übergänge zwischen Ordnung und Unordnung in festen und flüssigen Phasen. Z. Elektrochem. Bd. 45 (1939) H. 1. — Außerdem Cu. S. Barrett: Metals and Alloys. Sept. 1937.
Vgl. z. B. A. Grimm: Handbuch der Physik, 2. Aufl., Bd. 24, 2. Berlin 1936.
Dabei ist zu beachten, daß die im Dampf spektroskopisch gefundene Zahl von s-Elektronen beim Übergang zum festen Metall vielfach verkleinert wird (Elektronenrücktritt), vgl. U. DEHLINGER: Chemische Physik der Metalle und Legierungen. Leipzig 1939.
Fröhlich, G.: Elektronentheorie der Metalle. Berlin 1936.
Mott, N. F., u. H. Jones: The Theory of the Properties of Metals and Alloys. Oxford 1.936.
Dehlinger, U., G. E. R. Schulze: Z. Kristallogr. A 102 (1940) S. 377.
Vgl. U. Dehlinger: Chemische Physik der Metalle und Legierungen. Leipzig 1939.
Vgl. W. Josr: Diffusion und Chemische Reaktion in festen Stoffen. Dresden u. Leipzig 1937.
Zum Beispiel ergeben die Messungen bei der Diffusion von C in Fe einen Wert von 20100 cal/Mol. C. A. Wert: Phys. Rev. 79 (1950) S. 601.
Zum Beispiel W. Schottky, G. Ulich u. C. Wagner: Thermodynamik. Berlin 1929.
Vgl. W. SEITH: Diffusion in Metallen, 2. Aufl. Berlin/Göttingen/Heidelberg: Springer 1955.
W. Seith: Chemie Bd. 56 (1943) S. 21.
Zusammenstellung aller binären Diagramme: M. Hansen: Der Aufbau der Zweistofflegierungen. Berlin 1936.
Allgemeines: R. Vogel: Handbuch der Metallphysik. Bd. II. Leipzig 1937.
Dehlinger, U.: Chemische Physik der Metalle. Leipzig 1939.
Wever, F.: Mitt. K.-Wilh.-Inst. Eisenforschg. Bd. 13 (1931) S. 183.
Eingehende Darstellung bei U. Dehlinger: Chemische Physik der Metalle. Leipzig 1939.
Zuerst an Martensit ausgeführt von G. Kurdumow u. G. Sachs: Z. Physik Bd. 64 (1939) S. 325.
Dehlinger, U.: Z. Physik Bd. 105 (1937) S. 21.
Zum Beispiel bei der Zinnumwandlung: G. Tammann u. K. L. Dreyer: Z. anorg. allg. Chem. Bd. 109 (1931) S. 94.
Siehe die zahlreichen Untersuchungen von Wever, Engel, Lange U. Wassermann in Mitt. K.-Wich.-Inst. Eisenforschg. Düsseldorf.
Bumm, H., U. Dehlinger: Z. Metallkde. Bd. 199 (1931) S. 97.
Vgl. J. H. Hollomon, L. D. Jaffe, D. C. Buffum: J. appl. Physics Bd. 18 (1947) S. 780.
Siehe die umfassende Darstellung bei E. Houdremont: Handbuch der Sonderstahlkunde. Berlin: Springer 1943. 2. Aufl. in Vorbereitung.
F. Rapatz u. R. Daeves: Werkstoffhandbuch. Düsseldorf: Stahl u. Eisen 1937.
Dehlinger, U.: Z. Metallkde. Bd. 28 (1936) S. 194.
Vgl. Probleme der technischen Magnetisierungskurve. Berlin 1938. — R. BECKER U. W. DÖRING: Ferromagnetismus. Berlin 1939.
Vor Fraenkel, Scheuer, K. W. Meissner, Gayler, Prestron, Dahl.
Von E. Schmid, Wassermann, Sachs, V. Göler, Hengstenberg, Mark, Stenzel U. Weerts; vgl. U. Dehlinger: Z. Metallkde. Bd. 29 (1931) S. 401.
Zur Feststellung des Abhärtungsgrades wurden dabei außer Messungen der Brinell-härte solche des elektrischen Widerstands, der Thermokraft [A. Durer U. W. Köster: Z. Metallkde Bd. 30 (1938) S. 306 u. 311], magnetische Größen [s. H. Auer: Z. Metallkde. Bd. 30 (1938) S. 48] sowie der Wärmetönung [N. Swindells u. C. Sykes: Proc. roy.Soc. Lond. A Bd. 168 (1938) S. 158] benutzt.
W. Köster u. a.: Z. Metallkde. Bd. 43 (1952) S. 193 u. 202.
Vgl. H. Jagodzinski u. F. Laves: Z. Metallkde. Bd. 40 (1949) S. 296.
A. Guinier: Z. Metallkde. Bd. 43 (1952) S. 217.
S Besonders deutlich ergab sich dies bei Messungen der Thermokraft und elektrischen Leitfähigkeit von Al-Ag durch W. Köster u. H. Steinert: Z. Metallkde. 1951.
Die ersten Stadien der wirklichen Ausscheidung zeigen bei Al-Cu und in anderen Fällen eine metastabile besondere Gitterform, die erst später in das Al2Cu-Gitter übergeht.
Stenzel, W., u. J. Weerts: Metallwirtsch. Bd. 12 (1933) S. 353.
P. Brenner: Z. Metallkde. Bd. 30 (1938) S. 269.
Mit magnetischen Untersuchungsverfahren konnte W. Gerlach: Z, Metallkde. Bd. 28 (1936) S. 80, gewisse Ungleichmäßigkeiten feststellen.
Auf die Fälle anisotroper Flüssigkeiten sowie anisotroper und daher z. B. doppelbrechender inhomogener Körper und Gemenge sei nur hingewiesen.
Vgl. Schmid/Boas: Kristallplastizität. Berlin 1935.
Siehe J. Czochralski: Moderne Metallkunde. Berlin 1925.
Nach E. Schmid u. W. BoAS: Kristallplastizität. Berlin 1935.
Kochendörfer, A., u. U. Dehlinger: Z. Metallkde. Bd. 31 (1939) S. 231; Z. Kristallogr. (A) Bd. 105 (1944) S. 393.
Wassermann, G.: Texturen metallischer Werkstoffe. Berlin 1940.
Siehe Scheil, E.: Z. Metallkde. Bd. 29 (1934) S. 404.
Vgl. G. Wassermann: Z. Metallkde. Bd. 30 (1938) S. 53.
Ein atomistisches Modell des Korngrenzenzustandes: W. T. Read R. W. Shockley: Phys. Rev. 78 (1950) S. 275.
Lay, H.: Z. Metallkde. Bd. 28 (1936) S. 376.
Vgl. E. Schmid: Z. Metallkde. Bd. 30 (1938) S. 5.
Bei der röntgenographischen Messung elastischer Spannungen wird dies unmittelbar benutzt, s. Bd. I Abschn. VIII. Demgegenüber gibt es kein allgemeines Verfahren, um stattgefundene plastische Verformungen lokal nachzuweisen.
Die während der plastischen Verformung vorhandenen elastischen Spannungen gehen größtenteils wieder zurück.
Siehe E. Schmid H. W. Boas: Kristallplastizität. Berlin 1935.
C. F. Elam: Distortion of metal crystals. Oxford 1935.
Experimentelle Untersuchung: F. Röhm u. A. Kochendörfer: Z. Naturforschg. Bd. 3a (1948) S. 648
F. Röhm u. A. Kochendörfer: Z. Metallkde. Bd. 41 (1950) 265.
Dies Fließen scheint dabei aber nicht durch Gleitung zu erfolgen; vgl. T. Ernst U. F. Laves: Z. Metallkde. Bd. 40 (1949) S. 1.
Vgl. die Diskussion bei Schmid/Booms, S. 318.
Dehlinger, U., H. Held, A. Kochendörfer u. F. Löxcher: Z. Metallkde. Bd. 33 (1941) S. 233.
Z. VDI Bd. 72 (1928) S. 734.
J. Inst. Met. Bd. 62 (1938) S. 307. Plastische Eigenschaften von Kristallen und metallischen Werkstoffen. Berlin 1941.
Davon ausgehend gelang es dann A. Kochendörfer [Z. Metallkde. Bd. 41 (1950) S. 322] die Zugfestigkeit flächenzentrierter Metalle in einem großen Temperatur-und Geschwindigkeitsbereich aus den Einkristalldaten (vgl. Abschn. D 2) für kritische Schubspannung und Verfestigung zu berechnen.
Dehlinger, U.: Z. Metallkde. Bd. 35 (1943) S. 182.
Die Bruchgefahr fester Körper. Bericht Nr. 172 der E. M. P. A. Zürich 1949.
Die weitere Frage nach den Komponenten des Verzerrungstensors beim Fließen unter mehrachsiger Beanspruchung wurde an Al von W. Sautter, Stuttgarter Diss. 1952, experimentell untersucht. Er fand, daß hierfür mit großer Genauigkeit die sog. Fließ-oder Inkremententheorie von W. Prager gilt. Vgl. W. Prager u. P. G. Hodge: Theory of perfectly plastic solids. New York u. London 1951.
W. Prager: Ergebn. exakt. Naturw. Bd. 13 (1939) S. 310.
Von diesen „verborgen elastischen Spannungen“ unterscheidet man die „groben“ Guß-, Reck-, Abschreckspannungen. Über deren Stabilität vgl. U. Derlinger: Metallwirtsch. Bd. 16 (1937) S. 853.
Elasticity and Anelasticity of Metals. Chicago 1948.
Snoek, L.: Physica, Haag Bd. 5 (1938) S. 663.
Vgl. W. Köster: Arch. Eisenhüttenw. Bd. 21 (1950) S. 305.
Vgl. W. G. Burgers: Handbuch der Metallphysik. Bd. 3, 2. Leipzig 1941.
Graf, L.: Z. Metallkde. Bd. 30 (1938) S. 103.
Genauere Untersuchungen darüber: W. G. Burgers: Proc. Kön. Akad. Wiss. Niederl. Bd. 50 (1947) S. 452 u. 595.
P. A. Beck, J. C. Kremer u. L. Demer: Phys. Rev. Bd. 71 (1947) S. 555.
R. Smoluchowski: Phys. Rev. Bd. 72 (1937) S. 533.
Gisen, F., u. U. Dehlinger: Z. Metallkde. Bd. 27 (1935) S. 256.
Zehender, E., u. A. Kochendörfer: Phys. Z. Bd. 45 (1944) S. 93.
Vgl. das Sonderheft „Ideal-und Realkristall“ der Z. Kristallographie Bd. 89 (1934); Bd.93 (1936).
Z. Phys. Bd. 7 (1921) S. 323.
Schmid, E., u. W. Bons: Kristallplastizität. Berlin 1935.
Smekal, A.: Handbuch der Physik. 2. Aufl. Bd. 24, 2. Berlin 1933.
Smekal, A.: Formal-statistische Theorie der Streckgrenze auf Grund der Fehlstellenannahme: W. Prager: J. appl. Physics Bd. 18. (1947) S. 375.
Plastische Eigenschaften von Kristallen und metallischen Werkstoffen. Berlin 1941.
Siehe A. Kochendörfer: Z. Metallkde. Bd. 41 (1950) S. 33.
Zum folgenden vgl. A. Kochendörfer: Plastische Eigenschaften von Kristallen und vielkristallinen Werkstoffen. Berlin 1941.
Röhm, F., u. A. Kochendörfer: Z. Metallkde. Bd. 41 (1950) S. 265.
Vgl. G. Masing, D. Kuhlmann u. J. Raffelsieper: Z. Metallkde. Bd. 40 (1949) S.241.
Obwohl die geschilderten Ansätze atomistisch noch nicht vollständig begründet werden können, kann mit ihnen nicht nur die Temperatur-und Geschwindigkeitsabhängigkeit der Schubspannung, sondern auch der zeitliche Verlauf der Erholung sowie die komplizierten Spannungs-und Zeitabhängigkeit des Kriechens befriedigend dargestellt werden. Vgl O. G. FOLBERTH: Stuttgart. Diss. 1952 — Naturwiss. Bd. 39 (1952) S. 187.
Vgl. W. Braunbek: Z. Phys. Bd. 57 (1929) S. 501.
A. Kochendörfer: Z. Naturforschg. Bd. 3a (1938) S. 329.
Hanffstengel, K. V., u. H. Hanemann: Z. Metallkde. Bd. 30 (1938) S. 41.
Ting Suitts: Phys. Phys. Rev. Bd. 72 (1947) S. 534.
Rep. of a conf. on the strength of solids of the Physical Society Bristol. London 1948. — H. MASING: Arch. Eisenhüttenw. Bd. 21 (1950) S. 315.
Köster, W.: Stahl u. Eisen Bd. 49 (1929) S. 357.
Metallwirtsch. Bd. 16 (1937) S. 189 — Ergebn. exakt. Naturwiss. Bd. 15 (1936) S. 106.
Siehe z. B. A. Thum u. G. Oscharz: Metallwirtsch. Bd. 13 (1934) S. 1. Y Vgl. E. Schmid U. W. Boas: Kristallplastizität.
Dasselbe zeigte sich bei Versuchen mit reiner Schiebung von Zinnkristallen: H. Held: Z. Metallkde. Bd. 32 (1940) S. 201.
Mitt. K.-Wilh.-Inst. Eisenforschg. Bd. 20 (1938) S. 15 u. 229.
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