Kristallplastizität durch Versetzungsgleiten (Slip)

Slip (Gleiten, Schlupf) bezeichnet die kristallplastische Deformation durch das gerichtete Bewegen von Versetzungen auf bevorzugten Gleitebenen entlang bestimmter Gleitrichtungen. Diese diskrete Scherung tritt in sogenannten Gleitsystemen auf, definiert durch Kombinationen aus Gleitebene und Gleitrichtung, z. B. {111}<110> in kubisch-flächenzentrierten Metallen.

Die Aktivität einzelner Gleitsysteme wird durch Schubspannungen (Schmid-Faktor), Temperatur und Mikrostruktur (Korngröße, Ausscheidungen, Stapelfehlerenergie) bestimmt. Das resultierende Gleitverhalten manifestiert sich makroskopisch als plastische Dehnung und mikroskopisch als Gleitbänder bzw. Plastizitätsschlupfbänder an der Oberfläche.

Man unterscheidet Basisgleiten (z. B. {0001} in hexagonal dichtest gepackten Metallen) von Nicht-basalen Gleitsystemen wie Prisma- oder Pyramiden­gleiten, die für eine ausreichende Anzahl unabhängiger Gleitsysteme und damit Duktilität entscheidend sind. Schichtgleiten beschreibt das korrelierte Gleiten ganzer Versetzungspakete oder Stapelfehler-beschränkter Teildislo­kationen in dicht gepackten Ebenen.

Quergleitung (Cross-slip) ist das Gleiten einer Schraubenversetzung von einer Gleitebene auf eine andere und spielt eine zentrale Rolle für Versetzungsklettern, Verfestigung und Erholung. Diffuse Gleitung bezeichnet eine räumlich breite, nicht auf einzelne, scharf ausgeprägte Bänder lokalisierte Versetzungsbewegung.

Insgesamt bestimmt das Zusammenspiel von Versetzungsdichte, Gleitstöße (Wechselwirkungen von Versetzungen), Behinderungen und der Aktivierung verschiedener Gleitsysteme die Fließkurve, Verfestigung und Bruchmechanismen kristalliner Werkstoffe.

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