EinStapelfehler ist ein 2-dimensionalerGitterfehler in bestimmtenKristallstrukturen. Der Fehler tritt im Allgemeinen in dendichtest gepacktenKristallebenen derkubisch dichtesten Kugelpackung (kdP) oder derhexagonal dichtesten Kugelpackung auf, weil hier die Wechselwirkung zwischen denAtomen am stärksten ist. Ein Stapelfehler liegt vor, wenn die Stapelung der Kristallebenen, z. B. die Abfolge -A-B-C-A-B-C-, in ihrer Regelmäßigkeit unterbrochen wird.

In der kdP bzw. einerkubisch flächenzentrierten Struktur (engl. FCC) sind die {111}-Ebenen am dichtesten, die in <111>-Richtung gestapelt werden. Sie können als Abfolge -A-B-C-A-B-C- dargestellt werden.

Es existieren zwei mögliche fehlerhafte Stapelfolgen:

• einextrinsischer Stapelfehler wird durch eine hinzugefügte Ebene dargestellt, z. B. -A-B-A-C-A-B-C-.
• einintrinsischer Stapelfehler ist entsprechend das Fehlen einer Ebene, z. B. -A-B-C-B-C-A-B-C-.

Üblicherweise bildet sich bei der kfz-Struktur eine lokalehexagonale Gitterstruktur (engl. HCP) mit der Stapelung -A-B-C-A-B-C- aus. DiesePeriodizität entsteht auch, wenn ein Kristallteil um den unvollständigenGittervektor a/6 <112> verschoben wird (a ist die Kantenlänge derElementarzelle). Durch die Verschiebung werden die A-Ebenen zu B-Ebenen, die B-Ebenen zu C-Ebenen und die C-Ebenen zu A-Ebenen.^[1]

In der hdP bzw. einer hexagonalen Gitterstruktur sind die {0001}-Ebenen am dichtesten, die in <0001>-Richtung gestapelt werden. Hier ist jede zweite Netzebene identisch, -A-B-A-B-.

• Der extrinsische Fehler ist entsprechend -A-B-C-A-B-C-.
• Das Fehlen einer Stapelebene gibt es hingegennicht, weil sonst zwei gleiche Ebenen übereinander liegen würden und nicht mehr dichtest gepackt sein könnten. Ein intrinsischer Stapelfehler ist nur möglich durch die Verschiebung eines Kristallteils um den Gittervektor a/3 in Richtung <21-20>, bei der B-Ebenen zu C-Ebenen und A-Ebenen zu B-Ebenen werden, -A-B-C-A-C-A-.

Obwohl inkubisch raumzentrierten Strukturen (krz)keine dichteste Packung vorliegt, kann eine Stapelung von {211}-Ebenen angenommen werden. Daraus würde eine Periode mit 6 Ebenen folgen: -A-B-C-D-E-F-. Diese Metalle besitzen meist eine hohe Stapelfehlerenergie, weshalb ausgedehnte Stapelfehler selten von Bedeutung sind.

Stapelfehlerenergie nach Kristall

Metall	SFE${\displaystyle \gamma }$ (mJ m−2)
Bronze	<10[2]
Stahl	<10[2]
Ag (Silber)	20–25[1][2]
Si (Silicium)	>42
Cu (Kupfer)	60[1] -78[3][4], 100[5]
Au (Gold)	10[5], 75[2]
Mg (Magnesium)	125[6]
Fe (Eisen)	140 ± 40[7]
Ni (Nickel)	90[2][8] - 300[1]
Al (Aluminium)	160–250[9][2]
Zn (Zink)	250[1]

Der Stapelfehler ist ein wichtiger Gitterfehler, da er zur Bildung vonKorngrenzen führt und so die Bildung vonEinkristallen verhindert.

Stapelfehler entstehen z. B. durchZwillingsbildung oder wenn eine Partialversetzung durch den Kristall läuft. Je kleiner die dazu nötigeStapelfehlerenergie (SFE,stacking fault energy), desto leichter bildet sich ein Stapelfehler. Versetzungen können sich deshalb leicht in Partialversetzungen aufspalten.Schraubenversetzungen müssen dann zumQuergleiten unter Energieaufwand wieder einschnüren, deswegen steigt dieFestigkeit.

Die Aufspaltungsweite spielt weiterhin eine wichtige Rolle bei derWarmumformung. Da aufgespaltene Versetzungen schlecht quergleiten oder klettern können, ist beiWerkstoffen mit geringer Stapelfehlerenergie die dynamischeKristallerholung behindert und es findet eine stärkereVerfestigung desMetalls statt. Es kann sich so eine genügend große treibende Kraft für dynamischeRekristallisation aufbauen, die zu einem Kraftmaximum in der Warmfließkurve führt.

BeiaustenitischenStählen sinkt die Stapelfehlerenergie im Gegensatz zu reinem Eisen z. T. deutlich ab und zeigt deshalb einenTWIP-Effekt.

1. ↑^abcdeOettel, Heinrich, Schumann, Hermann:Metallografie mit einer Einführung in die Keramografie. 15., überarb. und erw. Auflage. Weinheim,ISBN 978-3-527-32257-2,S. 47. 
2. ↑^abcdefRichard W. Hertzberg, Richard P. Vinci, Jason L. Hertzberg:Deformation and Fracture Mechanics of Engineering Materials. John Wiley & Sons, Inc, 2013,ISBN 978-0-470-52780-1,S. 80 (englisch). 
3. ↑Venables, J. A. (1964). The electron microscopy of deformation twinning. Journal of physics and chemistry solids, 25, 685–690.
4. ↑Zhao, Y.H., Liao, Y.Y., Zhu, Y.T. (2005). Influence of stacking fault energy on nanostructure under high pressure torsion. Materials Science and Engineering A, 410–411, 188–193.
5. ↑^abErhard Hornbogen, Gunther Eggeler, Ewald Werner:Werkstoffe (= Springer-Lehrbuch). Springer Berlin Heidelberg, Berlin, Heidelberg 2008,ISBN 978-3-540-71857-4,S. 67,doi:10.1007/978-3-540-71858-1 (springer.com [abgerufen am 5. Januar 2022]). 
6. ↑N.V. Ravi Kumar et al.,Grain refinement in AZ91 magnesium alloy during thermomechanical processing,Materials and Engineering A359 (2003), 150–157.
7. ↑Hermann Schumann:Einfluß der Stapelfehlerenergie auf den kristallographischen Umgitterungsmechanismus der γ/α-Umwandlung in hochlegierten Stählen. In:Kristall und Technik, Jg. 9 (1974), Heft 10, S. 1141–1152,ISSN 0023-4753doi:10.1002/crat.19740091009.
8. ↑Luc Remy. PhD thesis, Universite de Paris-Sud, Orsay, France, 1975.
9. ↑Lawrence E. Murr. Interfacial Phenomena in Metals and Alloys. Addison-Wesley Pub. Co., 1975.

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