Benutzer:Baum64/Orowan Mechanismus
Der Orowan Mechanismus beschreibt die Wechselwirkung von Versetzungen mit dispergierten Teilchen in einem kristallinen Werkstoff. Der Mechanismus ist benannt nach Egon Orowan, einem ungarisch-britischer Physiker und Metallurge.
Mechanismus
Hinter der Dispersionshärtung steht die Hinderniswirkung von Partikeln für die Bewegung von Versetzungen. Sofern die Partikel nicht zu klein oder kohärent in der Matrix sitzen, können die Versetzungen nicht durch die Partikel hindurchschneiden. Vielmehr müssen sie sich zwischen den Teilchen auswölben, wobei die Partikel ähnlich einer Frank-Read-Quelle wirken. Die Verlängerung der Versetzungslinie lässt sich geometrisch als Halbkreise mit dem Radius berechnen:
wobei der Teilchendurchmesser und der mittlere Abstand der Teilchen von Mittelpunkt zu Mittelpunkt ist, sodass die freie Versetzungslänge angibt.. Für den Mechanismus ist eine kritische Konfiguration erreicht, wenn die Spannung den folgenden Wert erreicht:[1]
- : Schubmodul
- : Betrag des Burgersvektors
Wenn die kritische Spannung überschritten wird, werden die Partikel entweder durchtrennt oder umgangen. Bei Weiterbewegung der Versetzung wird der Krümmungsradius, ohne weitere Spannungserhöhung, wieder vergrößert. Letztlich bewegen sich antiparallele Versetzungsteile hinter den Teilchen, und eine freie Versetzung kann sich von dem Teilchen ablösen. Die Versetzungen rekombinieren und hinterlassen einen Versetzungsring um das Teilchen. Nachfolgende Versetzungsringe können sich bilden, was zu kreisförmigen Anhäufungen und damit einhergehender Kaltverfestigung in dispersionsgehärteten Systemen führen kann.[2]
Eine kritische Teilchengröße mit dem Radius kann errechnet werden, an dem der Orowan Mechanismus in den Schneidmechanismus übergeht:
Weblinks
- E Orowan: Zur kristallplastizität. iii - Zeitschrift für Physik, 1934 - Springer
- ingenieurkurse.de - Orowan-Mechanismus - Werkstofftechnik
- Giessereilexikon - Orowan- Mechanismus
Einzelnachweise
- ↑ Gottstein, Günter: Materialwissenschaft und Werkstofftechnik Physikalische Grundlagen. 4. 2014 Auflage. Springer Vieweg, Berlin, Heidelberg, ISBN 978-3-642-36603-1, S. 276–278.
- ↑ Cahn, R. W. (Robert W.), 1924-2007., Haasen, P. (Peter): Physical metallurgy. 4th, rev. and enhanced ed Auflage. North-Holland, Amsterdam 1996, ISBN 978-0-444-89875-3.
