Verfestigungsmechanismen und Versetzungen

Welche Aussage über die Merkmale des Schneidens von Ausscheidungen mit geordneter Struktur durch Versetzungen, wie bei der γ'-Phase (geordnete Phase vom Typ L1₂) in Nickelbasis-Superlegierungen, ist richtig?

  1. AIn einer geordneten Phase ist die Periode der Atomanordnung halb so groß wie in der Matrix, daher spaltet eine Matrixversetzung in der Ausscheidung in zwei Teilversetzungen mit einem Zwilling dazwischen auf
  2. BGeordnete Ausscheidungen sind inkohärent zur Matrix und werden nie von Versetzungen geschnitten, daher bauchen sich Versetzungen bei Teilchen jeder Größe dazwischen aus und gehen hindurch
  3. CEine einzelne Versetzung, die die Ausscheidung schneidet, hinterlässt eine Antiphasengrenze mit versetzter Atomanordnung; eine zweite Versetzung folgt, um sie zu beseitigen, und die Versetzungen bewegen sich paarweise
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Lösung: C. Eine einzelne Versetzung, die die Ausscheidung schneidet, hinterlässt eine Antiphasengrenze mit versetzter Atomanordnung; eine zweite Versetzung folgt, um sie zu beseitigen, und die Versetzungen bewegen sich paarweise

In einer geordneten Phase sitzen Atome verschiedener Sorten auf bestimmten Plätzen. Schneidet eine vollständige Versetzung der kfz-Matrix, (a/2)<110>, eine Ausscheidung, verschiebt sich die Paarung der Atome ober- und unterhalb der Gleitebene, und es entsteht eine Antiphasengrenze (APB), deren Energie den Schneidwiderstand bildet. In der geordneten Phase stellt sich die ursprüngliche Anordnung erst nach einer Verschiebung um a<110> wieder her; daher folgt eine zweite Versetzung mit demselben Burgersvektor, die die APB beseitigt, und die Versetzungen bewegen sich als gekoppeltes Paar, als Superversetzung. Die Periode der geordneten Anordnung ist länger als die der Matrix, nicht halb so groß. γ' ist kohärent zur Matrix und wird daher, solange es klein ist, normalerweise geschnitten; auch die Antwort, es sei inkohärent und werde nie geschnitten, ist also falsch. Viel γ' mit hoher APB-Energie auszuscheiden ist der Schlüssel zur Hochtemperaturfestigkeit von Superlegierungen.

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