Dispersionshärtung: Bedeutung einfach erklärt | Lernraum Materialwissenschaft

Dispersionshärtung: Was ist damit gemeint?

Verfestigung durch Verteilen feiner Teilchen, etwa von in der Matrix unlöslichen Oxiden, die die Versetzungsbewegung behindern. Die Teilchen vergröbern kaum, sodass die Festigkeit auch bei hoher Temperatur erhalten bleibt.

Japanische Bezeichnung: 分散強化

„Dispersionshärtung“ kommt in 1 Übungsfrage aus 1 Thema vor, darunter Verfestigungsmechanismen und Versetzungen.

Selbst ausprobieren: Fragen zu Dispersionshärtung

Welche Aussage über die Dispersionshärtung mit Oxidteilchen, etwa in Kupfer mit feinen Al₂O₃-Teilchen oder in ODS-Stählen mit in Eisen dispergierten Y₂O₃-Teilchen, ist richtig?

ASie nutzt kohärente Oxide, die durch Auslagern aus der Matrix ausgeschieden werden, daher lässt sich die Festigkeit wie bei der Ausscheidungshärtung über die Lösungsglüh- und Auslagerungstemperatur einstellen
BHarte Oxide, die sich in der Matrix nicht lösen und kaum vergröbern, zwingen Versetzungen zum Umgehen, daher bleibt die Festigkeit auch bei hohen Temperaturen, bei denen sich Ausscheidungen lösen oder vergröbern, weitgehend erhalten
CSie verfestigt über die Antiphasengrenze, die beim Schneiden der Oxidteilchen durch Versetzungen entsteht, daher festigen größere Teilchen stärker, und bei hoher Temperatur lösen sich die Teilchen und die Duktilität kehrt zurück

Lösung und Erläuterung anzeigen

Lösung: B. Harte Oxide, die sich in der Matrix nicht lösen und kaum vergröbern, zwingen Versetzungen zum Umgehen, daher bleibt die Festigkeit auch bei hohen Temperaturen, bei denen sich Ausscheidungen lösen oder vergröbern, weitgehend erhalten

Bei der Dispersionshärtung werden Oxidteilchen, die sich in der Matrix kaum lösen und nicht mit ihr reagieren, durch innere Oxidation oder durch mechanisches Legieren, bei dem Pulver intensiv vermischt werden, erzeugt und verteilt. Harte, inkohärente Teilchen werden von Versetzungen nicht geschnitten und verfestigen über den Orowan-Mechanismus. Ausscheidungen verlieren bei hoher Temperatur ihre Wirkung, indem sie sich lösen oder durch Ostwald-Reifung vergröbern; Oxidteilchen verändern sich dagegen bis nahe an den Schmelzpunkt kaum, sodass Festigkeit und Kriechfestigkeit bei hoher Temperatur erhalten bleiben. Al₂O₃-dispersionsgehärtetes Kupfer dient etwa für Schweißelektroden, da es auch bei hoher Temperatur kaum erweicht, und ODS-Stähle sind Kandidatenwerkstoffe für Brennstabhüllrohre von Kernreaktoren. Die Antwort mit dem Ausscheiden durch Auslagern beschreibt die Ausscheidungshärtung; Oxide lösen sich nicht in der Matrix, ein Lösungsglühen ist also nicht möglich. Antiphasengrenzen betreffen das Schneiden geordneter Ausscheidungen.

Dispersionshärtung: Was ist damit gemeint?

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Welche Aussage über die Dispersionshärtung mit Oxidteilchen, etwa in Kupfer mit feinen Al₂O₃-Teilchen oder in ODS-Stählen mit in Eisen dispergierten Y₂O₃-Teilchen, ist richtig?

„Dispersionshärtung“ in den Erläuterungen

Fragen, in denen „Dispersionshärtung“ vorkommt (1)

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