Festigkeit wird ganz allgemein definiert als der Widerstand eines festen Stoffes gegen plastische Verformung und den Widerstand gegen die Ausbreitung von Rissen. Ein Maß für den Widerstand gegen plastische Verformung stellen die elastischen Konstanten dar. Diese können aus der Krümmung der Bindungsenergiekurve abgeleitet werden. Die vier Bindungsarten unterscheiden sich aufgrund der Bindungskräfte und damit auch der Bindungsenergien. Damit ist ebenfalls ein entsprechender Einfluss auf die Festigkeit von Werkstoffen gegeben.
Um in modernen Werkstoffen hohe und höchste Festigkeiten zu erreichen, wird das Gefüge der Werkstoffe durch spezielle Behandlungen gezielt verändert. Das Ziel ist hierbei die Erzeugung von Hindernissen für die bei einer plastischen Verformung stattfindende Versetzungsbewegung (Härtungsmechanismen). Für einen hochfesten Werkstoff müssen diese Hindernisse in möglichst feiner Dispersion und großer Menge enthalten sein. Durch eine sinnvolle Kombination der Härtungsmechanismen kann eine weitere Optimierung der mechanischen Eigenschaften eines Werkstoffes erreicht werden.
Inhaltsverzeichnis
- Globale Definition der Festigkeit
- Einfluss der Bindungsart und der Bindungsenergie auf die Festigkeit
- Die Härtungsmechanismen
- Möglichkeiten der Festigkeitsoptimierung
- Zusammenfassung
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Dieses Werk widmet sich der umfassenden Erläuterung des Begriffs "Festigkeit" im Kontext der Werkstoffkunde. Es behandelt die verschiedenen Arten von Festigkeit und die Faktoren, die sie beeinflussen.
- Definition und Bedeutung der Festigkeit
- Einfluss der Bindungsart und -energie auf die Festigkeit
- Die Härtungsmechanismen zur Verbesserung der Festigkeit
- Optimierung der Festigkeit durch gezielte Werkstoffbehandlung
- Zusammenhang zwischen Festigkeit und Anwendungsbereich
Zusammenfassung der Kapitel
1 Globale Definition der Festigkeit
Dieses Kapitel führt den Begriff "Festigkeit" in der Werkstoffkunde ein und erläutert seine vielschichtigen Bedeutungen. Es zeigt, dass "Festigkeit" ein Sammelbegriff ist, der verschiedene mechanische Eigenschaften umfasst, die vom Werkstoff, der Beanspruchung und der Umgebung abhängen.
2 Einfluss der Bindungsart und der Bindungsenergie auf die Festigkeit
Dieser Abschnitt beleuchtet die grundlegenden Bindungsarten in Werkstoffen und ihre Auswirkungen auf die Festigkeit. Er untersucht den Zusammenhang zwischen Bindungsstärke, Atomabstand und Festigkeit.
Schlüsselwörter
Festigkeit, Werkstoffkunde, Bindungsart, Bindungsenergie, Härtungsmechanismen, plastische Verformung, Rissausbreitung, Verschleiß, Zugfestigkeit, Dauerfestigkeit, Zeitstandfestigkeit, Korrossionsfestigkeit.
Häufig gestellte Fragen
Wie wird Festigkeit in der Werkstoffkunde definiert?
Festigkeit ist der Widerstand eines Werkstoffs gegen plastische Verformung und gegen die Ausbreitung von Rissen unter Belastung.
Welchen Einfluss hat die Bindungsenergie auf die Festigkeit?
Die elastischen Konstanten eines Stoffes hängen von der Krümmung der Bindungsenergiekurve ab. Stärkere Bindungskräfte führen in der Regel zu einer höheren Festigkeit des Materials.
Was sind Härtungsmechanismen?
Das sind gezielte Veränderungen im Gefüge eines Werkstoffs, um Hindernisse für Versetzungsbewegungen zu schaffen, wodurch die plastische Verformbarkeit abnimmt und die Festigkeit steigt.
Welche Arten von Festigkeit werden unterschieden?
Je nach Beanspruchung unterscheidet man unter anderem Zugfestigkeit, Dauerfestigkeit, Zeitstandfestigkeit und Korrosionsfestigkeit.
Wie können moderne Werkstoffe optimiert werden?
Durch eine Kombination verschiedener Härtungsmechanismen und eine feine Dispersion von Gefügehindernissen lassen sich die mechanischen Eigenschaften gezielt für spezifische Anwendungen verbessern.
Warum ist der Widerstand gegen Rissausbreitung wichtig?
Ein Werkstoff mit hoher Festigkeit muss nicht nur Verformung widerstehen, sondern auch verhindern, dass kleine Risse zum Totalversagen (Bruch) des Bauteils führen.
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- Prof. Dr.-Ing, Dipl.-Wirt.-Ing. Norbert Jost (Author), 2003, Die Festigkeit von Werkstoffen, Munich, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/11884
