Lehrbuch der Allgemeinen Metallkunde

Als Vorbild bei der Abfassung des vorliegenden Buches schwebte mir in der Betonung des Grundsätzlichen das bekannte Lehrbuch der Metallkunde von G. TAMMANN vor, das zuletzt 1932 erschienen ist. Jedoch ergab das bald die Notwendigkeit einer strafferen Gliederung des Stoffes, die den lehrbuchartigen Charakter des Werkes stärker hervorhebt. Die ungeheure Entwicklung der Metallphysik in den letzten Jahrzehnten und das Eindringen physikalischer Gesichtspunkte und physikalischer Methoden in die meisten Gebiete der Metall kunde stellt der Darstellung eine schwere Aufgabe. Die Darstellung muß dieser Entwicklung Rechnung tragen; andererseits muß sie auch dem Nichtphysiker verständlich bleiben. Eine eingehende physikalische Behandlung der auftretenden Probleme verbot sich im vorliegenden Buch von selbst, und in vielen Fällen konnte nur die Schilderung oder Andeutung der physikalischen Problematik gegeben werden. Wenn auch die Schilderung der grundsätzlichen Zusammenhänge der Haupt zweck des Werkes ist, so habe ich versucht, die technischen Zusammenhänge überall zu betonen, wo das möglich erschien. Ich hoffe, daß es damit nicht nur dem Studenten und demjenigen, welcher Grundsätzliches sucht, sondern auch dem Praktiker Anregungen bieten wird. Bei der Abfassung des Werkes konnte ich mich des Rates und der Hilfe zahlreicher Fachgenossen erfreuen. An erster Stelle gebührt mein Dank meinem Assistenten, Herrn Dr. K. LÜCKE, der den ganzen Text kritisch durchgearbeitet und zahlreiche sehr wertvolle Verbesserungen vorgeschlagen hat. Herr Prof. W. KösTER hat die Korrekturen gelesen und verschiedene wertvolle Ratschläge gegeben. Es ist mir an dieser Stelle nicht möglich, mich bei den anderen Fach.

Inhalt
I. Einleitung.- 1. Bedeutung und Eigenart der Metallkunde.- 2. Grundlegende Tatsachen und Definitionen.- II. Einige allgemeine Grundlagen.- A. Einige physikalisch-chemische Beziehungen.- 1. Die isotherme Ausdehnungsarbeit eines idealen Gases.- 2. Das Massenwirkungsgesetz.- 3. Die Aktivierungsenergie.- 4. Die Formel von W. Nernst für das elektrochemische Elektrodenpotential.- B. Einige krystallographische Grundlagen.- 1. Raumgitter, Elementarzelle.- 2. Indizierung von Ebenen und Richtungen.- 3. Die Krystallsysteme.- 4. Das kubische System.- 5. Angabe der Atombesetzung in einer Struktur.- 6. Das hexagonale System dichtester Kugelpackung.- 7. Die Beziehung des hexagonalen Gitters dichtester Packung zum kubischen flächenzentrierten Gitter.- C. Röntgenanalyse in der Metallkunde.- 1. Allgemeines und die Braggsche Beziehung.- 2. Die Verfahren von M. v. Laue, von W. H. und W. L. Bragg und von P. Debye und P. Scherrer.- 3. Netzebenenabstand und Millersche Indizes.- 4. Interferenzen und Auslöschungen im kubischen Raumgitter.- 5. Dichte und Zahl der Atome in der Elementarzelle.- 6. Intensitätsanalyse komplizierterer Strukturen.- 7. Bestimmungsstücke der Intensität der Röntgeninterferenzen.- 8. Anwendung der Röntgenstrahlen in der Metallkunde.- a) Untersuchung von Zustandsdiagrammen.- b) Sondererscheinungen im Röntgendiagramm. Texturen.- c) Bemerkung über die Grobstrukturuntersuchung.- D. Thermodynamische Grundlagen.- 1. Einige thermodynamische Bezeichnungen und Definitionen.- 2. Der erste Hauptsatz der Thermodynamik.- 3. Kreisprozeß und adiabatischer Prozeß.- 4. Umkehrbare und nicht umkehrbare Prozesse.- 5. Der Carnotsche Kreisprozeß und die Formulierung des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik.- 6. Übertragung auf beliebige Prozesse und Ableitung des Entropie-Begriffes.- 7. Das thermodynamische Gleichgewicht.- 8. Berechnung von Zustandsänderungen bei irreversiblen Prozessen.- 9. Die Gleichung von Clausius und Clapeyron.- III. Konstitutionslehre (Heterogene Gleichgewichte).- A. Einstoffsysteme.- 1. Zustandsgleichung, Zustandsdiagramm.- 2. Phasenregel im Einstoffsystem.- 3. Gestalt des Zustandsdiagrammes.- 4. Allotrope Modifikationen.- 5. Diagramm für konstanten Druck.- 6. Schmelz-, Siede- und Umwandlungstemperaturen der reinen Metalle.- B. Zweistoffsysteme.- 1. Phasenregel bei Zweistoffsystemen.- 2. Das Zustandsdiagramm.- a) Allgemeine.- b) Die Hebelbeziehung.- c) Wahl der Konzentrations-Variablen.- d) Gewichtsprozente und Atomprozente.- 3. Formen des Zustandsdiagrammes.- a) Übersicht.- b) Mechanisches Gemenge der Bestandteile.- c) Die Bestandteile bilden eine intermediäre Krystallart (Verbindung) mit einem Schmelzpunkts-Maximum.- d) Die Bestandteile bilden eine intermediäre Krystallart, die unter Zersetzung schmilzt (inkongruent schmelzende Verbindung).- e) Die Bestandteile bilden in allen Verhältnissen Mischkrystalle.- f) Die Bestandteile bilden miteinander begrenzte Reihen von Mischkrystallen mit einem Eutektikum.- g) Die Bestandteile bilden begrenzte Mischkrystallreihen mit einem Peritektikum.- h) Die Bestandteile bilden im flüssigen Zustand eine Mischungslücke und im festen Zustand ein mechanisches Gemenge.- 4. Mengen der Krystalle und der Schmelze im Verlaufe der Erstarrung.- 5. Ableitung der binären Zustandsdiagramme mit Hilfe des thermodynamischen Potentials.- a) Das chemische Potential und das ?-X-Diagramm.- b) Das Potential eines mchanischen Gemenges und einer ununterbrochenen Reihe von Schmelzen oder Mischkrystallen.- c) Gang der Potentiale im Erstarrungsintervall.- d) Entstehung einer Mischungslücke im flüssigen Zustand.- e) Erstarrung eines mechanischen Gemenges der Bestandteile.- f) Erstarrung einer Verbindung mit einem Temperaturmaximum.- g) Allgemeine Ableitung der isothermen Tangente im Temperaturmaximum. Schmelzkurve beim eutektischen Punkt.- h) Erstarrung einer Verbindung ohne Temperaturmaximum.- i) Erstarrung einer ununterbrochenen Reihe von Mischkrystallen.- k) Zusammenfassende Bemerkung.- C. Phasenregel.- 1. Ableitung der Phasenregel.- 2. Unabhängige Bestandteile.- 3. Sonderfälle.- D. Dreistoff-Systeme.- 1. Darstellung.- a) Das Konzentrationsdreieck.- b) Die Hebelbeziehung.- c) Schwerpunktsbeziehung für drei Phasen.- d) Vierphasengleichgewichte.- 2. Erstarrungstypen.- a) Die Bestandteile bilden im Krystallzustand ein mechanisches Gemenge.- ?) Erstarrungsgang.- ?) Zustandsflächen und Zustandsräume.- ?) Projektionen und Schnitte.- b) Mischkrystalle in allen Verhältnissen.- c) Beschränkte Mischkrystallbildung bei allen Bestandteilen. Ternäres Eutektikum.- d) Eine binäre Verbindung mit offenem Maximum. Keine Mischkrystallbildung.- e) Lückenlose Mischkrystallbildung in einem Randsystem, Eutektika in den beiden anderen.- f) Abschließende Bemerkung.- E. Systeme mit vier und mehr Bestandteilen.- 1. Vorbemerkung.- 2. Das Konzenträtionstetraeder.- 3. Erstarrung eines mechanischen Gemenges der vier Bestandteile. Isotherme Darstellungen.- 4. Erstarrung eines mechanischen Gemenges der vier Bestandteile. Polythermisches Modell.- F. Bemerkungen über die Methoden der Konstitutionsforschung.- 1. Die mikroskopische und die Röntgenmethode.- 2. Die thermische Analyse.- 3. Schwierigkeiten der Gleichgewichtseinstellung.- G. Zur Energetik binärer Systeme.- 1. Vorbemerkung.- 2. Eine homogene Phase.- a) Einige grundlegende Beziehungen.- b) Das thermodynamische und das chemische Potential.- c) Aktivität und Aktivitätskoeffizient.- d) Einige Bestimmungsmethoden der thermodynamischen Größen.- e) Vereinfachte Annahmen über den atomistischen Aufbau der Phasen.- ?) Ideale und reguläre Mischungen.- ?) Mischkrystallphasen mit geringem Fehlordnungsgrad.- f) Experimentelle Ergebnisse.- 3. Zweiphasengleichgewichte.- a) Allgemeine Behandlung von Gleichgewichtskurven.- b) Grenzfall geringer Konzentrationen.- c) Entmischungskurve mit kritischem Punkt.- IV. Der atomistische Aufbau des metallischen Krystalles.- A. Intermetallische Krystallarten. Reine Metalle.- 1. Allgemeines.- a) Definition einer intermetallischen Verbindung.- b) Einige Beispiele von intermetallischen Verbindungen.- 2. Systematische Erörterung.- a) Die Bindungstypen in Krystallen.- ?) Das Ionengitter.- ?) Homöopolare Bindung.- ?) Metallische Bindung.- ?) Übergangsfälle. Allgemeines über metallische Strukturen.- b) Eine…