Typische Fehlordnungen im Aufbau eines Kristallgitters.
Der Aufbau der Kristallgitter in Metallen – und insbesondere auch bei austenitischen Edelstahllegierungen – entspricht nur theoretisch einem Idealkristall (Kristall). In der Praxis sind die Kristallgitterordnungen infolge einer Vielzahl von Gründen grundsätzlich fehlerhaft, wobei sich die Fehler wie folgt unterscheiden lassen:
- thermische Fehlanordnungen als Gitterlücken (Leerstellen) bzw. Zwischengitteratome (Frenkelsche Fehlordnung, Schottkysche Fehlordnung),
- chemische Fehlanordnungen durch Fremdatome auf Gitter- oder Zwischengitterplätzen,
- Versetzungen (Stufen und Schraubenversetzungen nach Cottrell) bzw. Korngrenzen (Definition der Versetzungen mittels Burgers-Vektor),
- Schlackebildungen, wie z. B. Al2O3,
- Fremdphasen, wie intermetallische Verbindungen, wie z. B. MexCy, eingelagerter überschüssiger Kohlenstoff, der im Metallgitter nicht gelöst werden kann bzw. keinen regulären Gitterplatz einnehmen kann.
Versetzungen entsprechen einer lokalen Kristallgitterverzerrung und sind Quellen innerer mechanischer Spannungen, wobei sich etwa bei Kleinwinkelkorngrenzen die beiden Ufer gegenseitig beeinflussen, indem das einseitige Kompressionsgebiet das benachbarte Dilatationsgebiet kompensiert. Auf diese Weise wird die mit den elastischen Spannungen verbundene Energie klein gehalten. Fremdatome bzw. Fremdmoleküle (als Verunreinigungen) haben die Tendenz, sich an Versetzungen anzulagern und dadurch deren Gleitfähigkeit zu behindern. Weiterhin spielen Versetzungen bei der plastischen Materialverformung (Kaltplastisches Umformen) sowie beim Kristallwachstum bei der thermischen Rekristallisation (Lösungsglühbehandlung) eine wesentliche Rolle.
© 2013 – ECV – Lexikon der Pharmatechnologie