Skip to main content

Einleitung

Physikalische Grundlagen des metallischen Zustandes

  • Chapter
Die Prüfung der Metallischen Werkstoffe

Part of the book series: Handbuch der Werkstoffprüfung ((HW,volume 2))

  • 94 Accesses

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.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this chapter

Chapter
USD 29.95
Price excludes VAT (USA)
  • Available as PDF
  • Read on any device
  • Instant download
  • Own it forever
eBook
USD 44.99
Price excludes VAT (USA)
  • Available as PDF
  • Read on any device
  • Instant download
  • Own it forever
Softcover Book
USD 59.99
Price excludes VAT (USA)
  • Compact, lightweight edition
  • Dispatched in 3 to 5 business days
  • Free shipping worldwide - see info

Tax calculation will be finalised at checkout

Purchases are for personal use only

Institutional subscriptions

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

Literatur

  1. Die klassischen, für alles Folgende grundlegenden Methoden in den Lehrbüchern der Metallkunde: G. Tammann, 4. Aufl. Leipzig 1932.

    Google Scholar 

  2. P. Goerens, 8. Aufl., Halle 1948.

    Google Scholar 

  3. F. Sauerwald: Berlin 1929.

    Google Scholar 

  4. G. Sachs: Berlin 1935.

    Google Scholar 

  5. G. Masing: Berlin/Göttingen/ Heidelberg 1950.

    Google Scholar 

  6. Die physikalische Theorie der Kristalle: F. Seitz: Modern Theorie of Solids. New York u. London 1940

    Google Scholar 

  7. F. Seitz: Physics of Metals. New York 1943.

    Google Scholar 

  8. B. Chalmers: Metal Physics. New York 1949.

    Google Scholar 

  9. Methoden und Ergebnisse der Strukturbestimmung: R. Clocker: Materialprüfung mit Röntgenstrahlen, 3. Aufl., Berlin/Göttingen/Heidelberg 1949.

    Google Scholar 

  10. J. M. Bijvoer, N. H. Kolxmeijer U. C. H. Mcgillavry: Röntgenanalyse von. Kristallen. Berlin 1940.

    Google Scholar 

  11. Übersicht über die physikalischen Eigenschaften der Metalle. W. Borelius: Handbuch der Metallphysik, Bd. I, 2. Leipzig 1935.

    Google Scholar 

  12. Man kann also nicht etwa sagen, alle innenzentrierten Elemente seien härter als die flächenzentrierten oder neigen mehr zum Ferromagnetismus usw.

    Google Scholar 

  13. 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.

    Google Scholar 

  14. Das sind die Elemente, deren „Atomradius“ wesentlich kleiner ist als der der Metalle. Auch Bor kann hierhergehören.

    Google Scholar 

  15. 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.

    Google Scholar 

  16. Vgl. z. B. A. Grimm: Handbuch der Physik, 2. Aufl., Bd. 24, 2. Berlin 1936.

    Google Scholar 

  17. 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.

    Google Scholar 

  18. Fröhlich, G.: Elektronentheorie der Metalle. Berlin 1936.

    Google Scholar 

  19. Mott, N. F., u. H. Jones: The Theory of the Properties of Metals and Alloys. Oxford 1.936.

    Google Scholar 

  20. Dehlinger, U., G. E. R. Schulze: Z. Kristallogr. A 102 (1940) S. 377.

    CAS  Google Scholar 

  21. Vgl. U. Dehlinger: Chemische Physik der Metalle und Legierungen. Leipzig 1939.

    Google Scholar 

  22. Vgl. W. Josr: Diffusion und Chemische Reaktion in festen Stoffen. Dresden u. Leipzig 1937.

    Google Scholar 

  23. 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.

    Google Scholar 

  24. Zum Beispiel W. Schottky, G. Ulich u. C. Wagner: Thermodynamik. Berlin 1929.

    Google Scholar 

  25. Vgl. W. SEITH: Diffusion in Metallen, 2. Aufl. Berlin/Göttingen/Heidelberg: Springer 1955.

    Google Scholar 

  26. W. Seith: Chemie Bd. 56 (1943) S. 21.

    Google Scholar 

  27. Zusammenstellung aller binären Diagramme: M. Hansen: Der Aufbau der Zweistofflegierungen. Berlin 1936.

    Google Scholar 

  28. Allgemeines: R. Vogel: Handbuch der Metallphysik. Bd. II. Leipzig 1937.

    Google Scholar 

  29. Dehlinger, U.: Chemische Physik der Metalle. Leipzig 1939.

    Google Scholar 

  30. Wever, F.: Mitt. K.-Wilh.-Inst. Eisenforschg. Bd. 13 (1931) S. 183.

    CAS  Google Scholar 

  31. Eingehende Darstellung bei U. Dehlinger: Chemische Physik der Metalle. Leipzig 1939.

    Google Scholar 

  32. Zuerst an Martensit ausgeführt von G. Kurdumow u. G. Sachs: Z. Physik Bd. 64 (1939) S. 325.

    Google Scholar 

  33. Dehlinger, U.: Z. Physik Bd. 105 (1937) S. 21.

    Article  CAS  Google Scholar 

  34. Zum Beispiel bei der Zinnumwandlung: G. Tammann u. K. L. Dreyer: Z. anorg. allg. Chem. Bd. 109 (1931) S. 94.

    Google Scholar 

  35. Siehe die zahlreichen Untersuchungen von Wever, Engel, Lange U. Wassermann in Mitt. K.-Wich.-Inst. Eisenforschg. Düsseldorf.

    Google Scholar 

  36. Bumm, H., U. Dehlinger: Z. Metallkde. Bd. 199 (1931) S. 97.

    Google Scholar 

  37. Vgl. J. H. Hollomon, L. D. Jaffe, D. C. Buffum: J. appl. Physics Bd. 18 (1947) S. 780.

    Article  Google Scholar 

  38. Siehe die umfassende Darstellung bei E. Houdremont: Handbuch der Sonderstahlkunde. Berlin: Springer 1943. 2. Aufl. in Vorbereitung.

    Google Scholar 

  39. F. Rapatz u. R. Daeves: Werkstoffhandbuch. Düsseldorf: Stahl u. Eisen 1937.

    Google Scholar 

  40. Dehlinger, U.: Z. Metallkde. Bd. 28 (1936) S. 194.

    CAS  Google Scholar 

  41. Vgl. Probleme der technischen Magnetisierungskurve. Berlin 1938. — R. BECKER U. W. DÖRING: Ferromagnetismus. Berlin 1939.

    Google Scholar 

  42. Vor Fraenkel, Scheuer, K. W. Meissner, Gayler, Prestron, Dahl.

    Google Scholar 

  43. Von E. Schmid, Wassermann, Sachs, V. Göler, Hengstenberg, Mark, Stenzel U. Weerts; vgl. U. Dehlinger: Z. Metallkde. Bd. 29 (1931) S. 401.

    Google Scholar 

  44. 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.

    Google Scholar 

  45. W. Köster u. a.: Z. Metallkde. Bd. 43 (1952) S. 193 u. 202.

    Google Scholar 

  46. Vgl. H. Jagodzinski u. F. Laves: Z. Metallkde. Bd. 40 (1949) S. 296.

    Google Scholar 

  47. A. Guinier: Z. Metallkde. Bd. 43 (1952) S. 217.

    CAS  Google Scholar 

  48. 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.

    Google Scholar 

  49. 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.

    Google Scholar 

  50. Stenzel, W., u. J. Weerts: Metallwirtsch. Bd. 12 (1933) S. 353.

    Google Scholar 

  51. P. Brenner: Z. Metallkde. Bd. 30 (1938) S. 269.

    Google Scholar 

  52. Mit magnetischen Untersuchungsverfahren konnte W. Gerlach: Z, Metallkde. Bd. 28 (1936) S. 80, gewisse Ungleichmäßigkeiten feststellen.

    Google Scholar 

  53. Auf die Fälle anisotroper Flüssigkeiten sowie anisotroper und daher z. B. doppelbrechender inhomogener Körper und Gemenge sei nur hingewiesen.

    Google Scholar 

  54. Vgl. Schmid/Boas: Kristallplastizität. Berlin 1935.

    Google Scholar 

  55. Siehe J. Czochralski: Moderne Metallkunde. Berlin 1925.

    Google Scholar 

  56. Nach E. Schmid u. W. BoAS: Kristallplastizität. Berlin 1935.

    Google Scholar 

  57. Kochendörfer, A., u. U. Dehlinger: Z. Metallkde. Bd. 31 (1939) S. 231; Z. Kristallogr. (A) Bd. 105 (1944) S. 393.

    Google Scholar 

  58. Wassermann, G.: Texturen metallischer Werkstoffe. Berlin 1940.

    Google Scholar 

  59. Siehe Scheil, E.: Z. Metallkde. Bd. 29 (1934) S. 404.

    Google Scholar 

  60. Vgl. G. Wassermann: Z. Metallkde. Bd. 30 (1938) S. 53.

    Google Scholar 

  61. Ein atomistisches Modell des Korngrenzenzustandes: W. T. Read R. W. Shockley: Phys. Rev. 78 (1950) S. 275.

    Google Scholar 

  62. Lay, H.: Z. Metallkde. Bd. 28 (1936) S. 376.

    Google Scholar 

  63. Vgl. E. Schmid: Z. Metallkde. Bd. 30 (1938) S. 5.

    Google Scholar 

  64. 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.

    Google Scholar 

  65. Die während der plastischen Verformung vorhandenen elastischen Spannungen gehen größtenteils wieder zurück.

    Google Scholar 

  66. Siehe E. Schmid H. W. Boas: Kristallplastizität. Berlin 1935.

    Google Scholar 

  67. C. F. Elam: Distortion of metal crystals. Oxford 1935.

    Google Scholar 

  68. Experimentelle Untersuchung: F. Röhm u. A. Kochendörfer: Z. Naturforschg. Bd. 3a (1948) S. 648

    Google Scholar 

  69. F. Röhm u. A. Kochendörfer: Z. Metallkde. Bd. 41 (1950) 265.

    Google Scholar 

  70. Dies Fließen scheint dabei aber nicht durch Gleitung zu erfolgen; vgl. T. Ernst U. F. Laves: Z. Metallkde. Bd. 40 (1949) S. 1.

    Google Scholar 

  71. Vgl. die Diskussion bei Schmid/Booms, S. 318.

    Google Scholar 

  72. Dehlinger, U., H. Held, A. Kochendörfer u. F. Löxcher: Z. Metallkde. Bd. 33 (1941) S. 233.

    Google Scholar 

  73. Z. VDI Bd. 72 (1928) S. 734.

    Google Scholar 

  74. J. Inst. Met. Bd. 62 (1938) S. 307. Plastische Eigenschaften von Kristallen und metallischen Werkstoffen. Berlin 1941.

    Google Scholar 

  75. 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.

    Google Scholar 

  76. Dehlinger, U.: Z. Metallkde. Bd. 35 (1943) S. 182.

    Google Scholar 

  77. Die Bruchgefahr fester Körper. Bericht Nr. 172 der E. M. P. A. Zürich 1949.

    Google Scholar 

  78. 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.

    Google Scholar 

  79. W. Prager: Ergebn. exakt. Naturw. Bd. 13 (1939) S. 310.

    Google Scholar 

  80. Von diesen „verborgen elastischen Spannungen“ unterscheidet man die „groben“ Guß-, Reck-, Abschreckspannungen. Über deren Stabilität vgl. U. Derlinger: Metallwirtsch. Bd. 16 (1937) S. 853.

    Google Scholar 

  81. Elasticity and Anelasticity of Metals. Chicago 1948.

    Google Scholar 

  82. Snoek, L.: Physica, Haag Bd. 5 (1938) S. 663.

    Google Scholar 

  83. Vgl. W. Köster: Arch. Eisenhüttenw. Bd. 21 (1950) S. 305.

    Google Scholar 

  84. Vgl. W. G. Burgers: Handbuch der Metallphysik. Bd. 3, 2. Leipzig 1941.

    Google Scholar 

  85. Graf, L.: Z. Metallkde. Bd. 30 (1938) S. 103.

    Google Scholar 

  86. Genauere Untersuchungen darüber: W. G. Burgers: Proc. Kön. Akad. Wiss. Niederl. Bd. 50 (1947) S. 452 u. 595.

    Google Scholar 

  87. P. A. Beck, J. C. Kremer u. L. Demer: Phys. Rev. Bd. 71 (1947) S. 555.

    Google Scholar 

  88. R. Smoluchowski: Phys. Rev. Bd. 72 (1937) S. 533.

    Google Scholar 

  89. Gisen, F., u. U. Dehlinger: Z. Metallkde. Bd. 27 (1935) S. 256.

    Google Scholar 

  90. Zehender, E., u. A. Kochendörfer: Phys. Z. Bd. 45 (1944) S. 93.

    Google Scholar 

  91. Vgl. das Sonderheft „Ideal-und Realkristall“ der Z. Kristallographie Bd. 89 (1934); Bd.93 (1936).

    Google Scholar 

  92. Z. Phys. Bd. 7 (1921) S. 323.

    Google Scholar 

  93. Schmid, E., u. W. Bons: Kristallplastizität. Berlin 1935.

    Google Scholar 

  94. Smekal, A.: Handbuch der Physik. 2. Aufl. Bd. 24, 2. Berlin 1933.

    Google Scholar 

  95. Smekal, A.: Formal-statistische Theorie der Streckgrenze auf Grund der Fehlstellenannahme: W. Prager: J. appl. Physics Bd. 18. (1947) S. 375.

    Google Scholar 

  96. Plastische Eigenschaften von Kristallen und metallischen Werkstoffen. Berlin 1941.

    Google Scholar 

  97. Siehe A. Kochendörfer: Z. Metallkde. Bd. 41 (1950) S. 33.

    Google Scholar 

  98. Zum folgenden vgl. A. Kochendörfer: Plastische Eigenschaften von Kristallen und vielkristallinen Werkstoffen. Berlin 1941.

    Google Scholar 

  99. Röhm, F., u. A. Kochendörfer: Z. Metallkde. Bd. 41 (1950) S. 265.

    Google Scholar 

  100. Vgl. G. Masing, D. Kuhlmann u. J. Raffelsieper: Z. Metallkde. Bd. 40 (1949) S.241.

    Google Scholar 

  101. 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.

    Google Scholar 

  102. Vgl. W. Braunbek: Z. Phys. Bd. 57 (1929) S. 501.

    Google Scholar 

  103. A. Kochendörfer: Z. Naturforschg. Bd. 3a (1938) S. 329.

    Google Scholar 

  104. Hanffstengel, K. V., u. H. Hanemann: Z. Metallkde. Bd. 30 (1938) S. 41.

    Google Scholar 

  105. Ting Suitts: Phys. Phys. Rev. Bd. 72 (1947) S. 534.

    Google Scholar 

  106. 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.

    Google Scholar 

  107. Köster, W.: Stahl u. Eisen Bd. 49 (1929) S. 357.

    Google Scholar 

  108. Metallwirtsch. Bd. 16 (1937) S. 189 — Ergebn. exakt. Naturwiss. Bd. 15 (1936) S. 106.

    Google Scholar 

  109. Siehe z. B. A. Thum u. G. Oscharz: Metallwirtsch. Bd. 13 (1934) S. 1. Y Vgl. E. Schmid U. W. Boas: Kristallplastizität.

    Google Scholar 

  110. Dasselbe zeigte sich bei Versuchen mit reiner Schiebung von Zinnkristallen: H. Held: Z. Metallkde. Bd. 32 (1940) S. 201.

    Google Scholar 

  111. Mitt. K.-Wilh.-Inst. Eisenforschg. Bd. 20 (1938) S. 15 u. 229.

    Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

Authors

Editor information

Editors and Affiliations

Rights and permissions

Reprints and permissions

Copyright information

© 1955 Springer-Verlag Berlin Heidelberg

About this chapter

Cite this chapter

Dehlinger, U. (1955). Einleitung. In: Bungardt, K., et al. Die Prüfung der Metallischen Werkstoffe. Handbuch der Werkstoffprüfung, vol 2. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-26104-0_1

Download citation

  • DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-662-26104-0_1

  • Publisher Name: Springer, Berlin, Heidelberg

  • Print ISBN: 978-3-662-23992-6

  • Online ISBN: 978-3-662-26104-0

  • eBook Packages: Springer Book Archive

Publish with us

Policies and ethics