Zusammenfassung
Zwischen tiefen und hohen Temperaturen, Kaltverformung und Warmverformung, quasistabilem und zeitlich veränderlichem Gefüge bestehen keine scharfen Grenzen. Beispielsweise ist die physikalisch korrekte Feststellung zunächst ungewohnt, dass Kriechverformung nicht auf hohe Temperaturen beschränkt ist, sondern bei allen Werkstoffen und bei allen Temperaturen oberhalb 0 K einsetzt. Zustände, die sich über lange Zeiten – scheinbar „unendlich“ lange – nicht ändern, bezeichnet man als stabil, obwohl die meisten davon in Wirklichkeit metastabil sind. Gegenüber den stabilen Gleichgewichtszuständen zeichnen sie sich in vielen Fällen durch technisch attraktive Eigenschaften aus. Beispiele: die hohe Festigkeit von Martensit in C-Stählen verglichen mit einem Gefüge aus Ferrit und Karbiden, die bei tiefen Temperaturen hohe Streckgrenze eines feinkörnigen Gefüges gegenüber einem Einkristall oder die Festigkeit bei feiner Teilchendispersion im Gegensatz zu stark vergröberten Teilchen. Entscheidend für die Frage, wie lange sich ein metastabiler Zustand einfrieren lässt, sind die Gesetzmäßigkeiten der Thermodynamik und Kinetik. Für technische Betrachtungen, d. h. überschaubare Lebensdauern von Konstruktionen, ist das Kriechen der Werkstoffe erst oberhalb etwa \(0{,}4\,T_{\mathrm{S}}\) (\(T_{\mathrm{S}}\): absolute Schmelztemperatur) relevant, darunter vernachlässigbar. In ähnlicher Weise sind viele Grenz- oder Schwellenwerte mehr aus ingenieurmäßig-pragmatischen Gründen eingeführt worden, obwohl sie keine klare Trennung ‚Effekt findet statt oder findet nicht statt‘ markieren. Die Hochtemperatur-Werkstofftechnik behandelt Temperaturbereiche, in denen die Gefüge nicht dauerhaft eingefroren bleiben, sondern sich Vorgänge in der Mikrostruktur in nennenswerten Zeiten abspielen.
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Notes
- 1.
Streng genommen müsste man in den Gln. 1.7 und 1.8 den Gradienten des sog. chemischen Potentials verwenden, da in speziellen Fällen, wie der sog. spinodalen Entmischung, auch Diffusion entgegen von \({dc}/{dx}\) auftreten kann. Für die hier diskutierten Prozesse können solche Effekte i. d. R. jedoch vernachlässigt werden.
- 2.
Angegeben sind hier die sog. Kovalenzradien, Details siehe [1].
- 3.
Als Einheit für die Versetzungsdichte ist sowohl die Linienlänge pro Volumen (cm)\(/\)(cm\({}^{3}\)) als auch die Zahl der Durchstoßpunkte pro Fläche (cm\({}^{\mathrm{-2}}\)) üblich.
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Bürgel, R., Maier, H.J., Niendorf, T. (2015). Grundlagen. In: Handbuch Hochtemperatur-Werkstofftechnik. Springer Vieweg, Wiesbaden. https://doi.org/10.1007/978-3-658-10591-4_1
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