WST2-Fragen.txt

Card Set Information

Author:
swalok
ID:
264644
Filename:
WST2-Fragen.txt
Updated:
2014-03-02 07:55:05
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WerkstofftechnikII
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Werkstofftechnik II Klausurfragen
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The flashcards below were created by user swalok on FreezingBlue Flashcards. What would you like to do?


  1. 1. Wie ist die Risszhigkeit definiert?
  2. 2. Beschreiben Sie den Spannungszustand vor einer Rissspitze.
  3. 3. Wie wird der Risszhigkeitsversuch durchgefhrt?
  4. 4. Definieren Sie die Gre KIC.
    Bruchzhigkeit
  5. 5. Definieren Sie den Begriff Erholung.
    Erholungen sind thermisch aktivierte Prozesse, die zu submikrosk. Vernderungen der Anordnungen von Gitterstrungen(insbesondere Versetzungen fhren.)
  6. 6. Definieren Sie den Begriff Rekristallisation.
    Thermisch Aktivierter Prozess,der bei plastisch verformten Werkstoffen nach Inkubationszeit zu Bildung und Wachstum neuer Kristalitte(Krner) fhrt.
  7. 7. Wie ist die Rekristallisationstemperatur definiert?
    Tr= diejenige Temp. bei der ein hinreichend stark verformter WK (Plastische Verformung>10%) in t=1h vollstndig rekristallisiert.
  8. 8.Nennen Sie Randbedingungen, um durch Rekristallisation zu kleinen bzw. groen Krnern zu kommen.
    Hoher Verformungsgrad bei gegebenem Temp. und Zeit fr kleine Krner.Bei gleichem Verformungsgrad Korngre umso grer je hher die Auslagerungstemperatur ist.
  9. 9. Erlutern Sie die Begriffe Kalt- und Warmverformung.
    • Jede Verformung oberhalb der Rekristallisationstemperatur TR 0,4 x TS wird Warmverformung,
    • jede darunter Kaltverformung, genannt.
    • Bei der Kaltverformung wir die Festigkeit des Materials verndert,
    • bei der Warmverformung bleibt sie erhalten.
  10. 10. Leiten Sie die Gleichungen her, mit denen die Umwandlung Masse-% in Vol% in Atom% erfolgt.
    Skript Seite 12-13
  11. 11.Geben Sie an, wie auf der Basis von Abkhlkurven ein Zustandsschaubild gewonnen wird.
    • 1. Registrierung der T,t-Kurve fr alle Cb(Konzentrationen) bei hinreichend langsamer "Gleichgewichtsabkhlung".
    • 2.Auftragung der Halte- und Knickpunkte als Funktion von Cb.
    • 3. Verbindung aller Liquidus- und aller Soliduspunkte unter Einschluss der Schmelzpunkte von Komp. A und B. durch je einen Linienzug.
  12. 12. Was ist eine eutektische Reaktion?
    • Direkter bergang von Flssigen (Schmelze-Zustand) in festen Mischkristall Zustand.
    • Alle Legierungen schlieen ihre Erstarrung mit der eutektischen Reaktion ab.
  13. 13. Was ist eine eutektoide Reaktion?
    • fest zu fest. (Bsp. fester einphasiger gamma-Zustand geht ber in festen zweiphasigen alpha+beta Zustand.)
    • 14. Was versteht man unter den Begriffen Ferrit, Zementit, Ledeburit, Perlit?
    • Ferrit besteht aus alpha-MK und ist KFZ bis 0.02 C%.
    • Austenit besteht aus gamma-MK und ist KRZ bis 2,06 C%
    • Perlit besteht aus alpha-MK und Fe3C unterschieden in
    • Ledeburit besteht aus gamma-MK und Fe3C
  14. 15.Welche Zementitformen knnen bei Perlit auftreten und wie wirken sie sich auf die mechanischen Eigenschaften aus?
    Amene Sikim was weiss ich.
  15. 16. Welche unterschiedlichen Arten von Werkstoffbezeichnungen bei Sthlen gibt es?
    • Mit Zahlen und Buchstaben:
    • Gruppe 1:
    • Hauptsymbole (Einsatzgebiet)
    • Mindeststreckgrenze (in N/mm)
    • Zusatzsymbole 1 (Kerbschlagarbeit/Prftemperatur)
    • Zusatzsymbole 2
    • Gruppe 2 (Kurzname nach chem. Zusammensetzung):
    • Unlegierte Sthle, Mn < 1ma%
    • Unlegierte Sthle, Mn > 1ma%
    • Legierte Sthle, leg. Bestandteile < 5ma%
    • Legierte Sthle, mind. 1 leg. Element > 5ma%
    • Schnellarbeitssthle
    • Bezeichnung nach Werkstoffnummer
    • X.XXXX XX
    • Hauptgruppe . Sortenklasse + Zhlernummer
    • Stahlgewinnungsverfahren + Behandlungszustand
  16. 17. Welche Faktoren verwendet man bei der Kennzeichnung von Legierungsbestandteilen von Sthlen?
    • (realer Gehalt = 1/x)
    • x = 4 : Cr, Co, Mn, Ni, Si, W
    • x = 10: Al, Be, Cu, Mo, Nb, Pb, Ta, Ti, V, Zr,
    • x =100:Ce, N.P,S und C
    • x =1000: B
    • Achtung: Bei legierten Sthlen mit einem X wird der Gehalt der Legierungselemente,
    • auer C, in absoluten Werten angegeben!!!
  17. 18. Beschreiben Sie die eutektische und die eutektoide Reaktion in einem stabilen Fe, C-System.
    • Eutektische Reaktion bei 4,3%C und 1147C Lederburit I (?-MK+Fe3C))
    • Eutektoide Reaktion bei 0,8%C und 723C Perlit (????Fe3 C)
  18. 19. Welche Graphitformen knnen bei Gusseisen auftreten, wie wirken diese sich auf die Eigenschaften aus?
    - Lamellar, Kugelfrmig, Vermicular
  19. 20. Welche unterschiedlichen Arten von Werkstoffbezeichnungen bei Gusseisen gibt es?
    • Tempergusseisen, (unlegiert)
    • Weier Tempergusseisen(unlegeiert)
    • Sondergusseisen (legiert)
    • Austenitisches Gusseisen(legiert)
  20. 21.Welche beiden charakteristischen Auswirkungen von Legierungselementen auf das Fe,C Diagramm kennt man?
    • Erweiterung des ?-Gebiets selbst bei RT knnen austenitsche (kfz) Sthle auftreten (Ni, Mn,Co,Pd)
    • Einengung des ?-Gebiets- ferritische Sthle, bei hohen C treten immer noch (krz) auf (Be,Al,Si,Ti,V,Cr,Mo,W)
  21. 22.Was ist Martensit? Welche mechanischen Eigenschaften besitzt Martensit?
    Martensit ist eine Nichtgleichgewichtsphase von grter technischer Bedeutung wegen seiner Hrte und Festigkeit.
  22. 23.Welche Voraussetzungen mssen erfllt sein, damit sich beim Abkhlen Martensit bildet?
    • Hohe Abkhlunggeschwindkeit
    • ausreichend hoher C-Gehalt
    • Austenitisierung
  23. 24.Was versteht man unter Restaustenit?
    RA= Der y-Anteil der beim Abschrecken auf RT=20C verbleibt und nicht in Martensit umgewandelt wird.
  24. 25. Was bewirkt eine Tiefkhlbehandlung eines restaustenithaltigen Stahls?
    Beseitung von Restaustenit
  25. 26. Was versteht man unter dem Shape-Memory-Effekt?
  26. 27.Was ist in einem ZTU-Schaubild dargestellt ?
    • Umwandlungsverlauf des Gefges in Abhngigkeit von Zeit und Temperatur.
    • Darstellung von Un- und Gleichgewichtszustnden (Daraus ableitbar ist die Abkhlgeschwindigkeit, um ein bestimmtes Gefge einzustellen.)
    • Zustzlich: Hrte, Gefgebestandteile, Abkhldauer, Intensitt der Abkhlung
  27. 28. Worin unterscheiden sich isothermische und kontinuerliches ZTU-Schaubild?
    • Isothermes ZTU:
    • Zusammenhang zwischen Haltedauer und Haltetemperatur sowie Ablauf der
    • Austenitumwandlung rasche Abkhlung + Halten
    • Kontinuierliches ZTU:
    • Zusammenhang zwischen Abkhlgeschwindigkeit und Ablauf der Austenitumwandlung
    • Abkhlrate
  28. 29.Welchen werkstofftechnischen Unterschied besitzen beide Diagramme in der Anwendung?
    Kontinuierliches ZTU: eher Abschrecken Hrten
  29. Isothermes ZTU: eher Anlassen und Vergten (kein seperates Abschrecken)
    • 30.Mit welchen Methoden knnen Daten fr die Erstellung von ZTU Schaubilder ermittelt werden?
    • - Thermische Analyse
    • - Magnetische Analyse
    • - Dilatometer
    • - Gefgeanalyse
    • - Hrtemessung
    • -Vorgehensweise wie im Jominy- Versuch
  30. 31. Welche Bedeutung hat Restaustenit?
    • Bei Sthlen mit C > 0,8 ma% bleibt ein Teil des gamma- MK beim Abschrecken als metastabiler Restaustenit zurck. (Raumerfllung krz ungleich kfz)
    • - Hrte wird Reduziert
    • - Umwandlung bei Beanspruchung
    • - Vorteil da Risswachstum gehemmt wird
  31. 32. Welche Bedeutung haben vollstndig martensitische Gefge in der Technik?
    kaum Nutzen, da sehr sprde Umwandlungsspannungen (ES) rtlich so hoch wie Bruchspannung mglich 99,9% Martensit mglich
  32. 33. Warum treten in einem ZTU-Diagramm Nasen auf?
  33. 34. Woraus resultiert die hohe Hrte in Martensit?
    • - starke Gitterverzerrungen durch zwangsgelsten Kohlenstoff
    • - hohe Gitterstrungsdichte
    • - kleine Korngrenzen
  34. 35. Wie ndert sich die Gitterstruktur von Stahl bei der Martensitbildung?
    Schnelle Umwandlung von kfz- Gitter zu krz- Gitter. Durch die eingelagerten C-Atome wird dieses tetragonal verzerrt.
  35. 36. Wie lassen sich unterschiedliche Abkhlgeschwindigkeiten realisieren?
    - Luft , l , Wassser , verflssigtes Gas
  36. 37. In welche Verfahren lsst sich die Wrmebehandlung von Sthlen einteilen?
    • Hrten
    • Ziel: Einstellen eines Gefges mit hoher Hrte
    • Weg: Austenitisierung (Abschrecken in Abschreckmedium ? Martensitbildung)
    • Anwendung: An Sthlen mit ausreichend hohem C-Gehalt
    • Anlassen
    • Ziel: Erhhung der plastischen Verformbarkeit von Martensit
    • Weg: Glhen mit anschlieender Abkhlung an Luft
    • Anwendung: Zeitnahes Anlassen nach dem Hrten verhindert Spannungsrisse Vergten
    • Ziel: Einstellung eines Gefges mit guter Zhigkeit und hoher Festigkeit sowie Hrte
    • Weg: Vergten = Hrten + Anlassen
    • Anwendung: Zeitnahes Anlassen nach dem Hrten verhindert Spannungsrisse
    • Normalisieren
    • Ziel: Einstellen eines gleichmigen Gefges, einer feinen Kornstruktur von Ferrit/Perlit
    • Weg: Austenitisierung mit anschlieender langsamer Abkhlung (Luft-/Ofenabkhlung)
    • Anwendung: Vollstndige Gefgeumwandlung mit Neubildung der Krner
  37. 38. Welche Glhverfahren gibt es? Nennen Sie die Ziele und die wesentlichen Prozessparameter.
    • Spannungsarmglhen
    • Ziel: Abbau von inneren Spannungen (Eigenspannungen)
    • Weg: Erwrmung unterhalb der PSK- Linie (Fliegrenze sinkt)
    • Anwendung: Verzugsvermeidung (Richt- und Schweiprozessen)
    • Rekristallisationsglhen
    • Ziel: Abbau von Verfestigungen durch vorangegangene Kaltverfestigung
    • Weg: Erwrmung unterhalb der PSK- Linie
    • Anwendung: Zwischenglhen bei Kaltverformung
    • Weichglhen
    • Ziel: Einstellen eines Gefges mit niedriger Hrte/Festigkeit
    • Weg: Verringerung der MK- Hrte durch Abzug von C in Karbide oder Umwandlung von
    • Plattenmartensit in Kugelzementit (geringere Grenzflchenenergien)
    • Anwendung: Bessere Verformbarkeit (C- armer Sthle) und bessere Zerspanbarkeit (C- reicher Sthle)
  38. 39.Wie werden untereutektoide und bereutektoide Sthle gehrtet? Welche Gefgebestandteile liegen nach dem Hrten vor?
    • Untereutektoide, 30-50 Glhung oberhalb GS Gefge: Martensit bei C%0,5-0,8 noch Restaustenit
    • bereutektoide, 30-50 Glhung oberhalb SK Gefge: Martensit, Eisenkarbig, Restaustenit
  39. 40. Erlutern Sie die Begriffe Aufhrtbarkeit und Einhrtbarkeit.
    • Aufhrtbarkeit = max. Wert der Hrte (Hauptschlich durch C-gehalt bestimmt)
    • Einhrtbarkeit = Hrtentiefenverlauf (durch C-Gehalt und Legierungselemente bestimmt)
  40. 41.Was ist das Ziel beim Einsatzhrten- Verfahren und welche grundlegende Vorgehensweise wird dabei gewhlt?
    • Ziel: Erzeugung harter Oberflchenschichten bei Sthlen mit kleinen kohlenstoffgehalten (C < 0,2 Masse-%), zher Kern.
    • Methode: Aufkohlen oberflchennaher Werkstoffbereiche auf etwa 0,75- 1,2 Ma% durch Glhen (bei etwa 900C)
  41. 42.Mit welchen weiteren Folgen ist nach einer Wrmebehandlung (z.B. Hrten, Vergten) zu rechnen?
    Eigenspannungen (Rand- Kernmodell) ,Verzug aufgrund von Eigenspannungen
  42. 43.Erlutern Sie den Begriff Restaustenit und begrnden Sie, weshalb Restaustenit unerwnscht ist.
    Restaustenit: Nach dem Abschrecken nicht in Martensit umgewandelter Austenit.
  43. 44. Welche einfache Mglichkeit zur Beseitigung von Restaustenit Kennen Sie?
    Tiefkhlen unter die Martensit-Endtemperatur nach dem Abschrecken
  44. 45. Mit welchen Problemen mssen sie bei einer Tiefkhlung zur Restaustenit-Beseitung rechnen?
    Bei der Umwandlung von Restaustenit in Martensit besteht die Gefahr der Entstehung unerwnschter Spannungen, Manderungen oder Verzug, da Martensit ein um etwa 1 % greres Volumen einnimmt im Vergleich zum (Rest-Austenit.)
  45. 46. AL-Cu oder Al-Su Legierung soll durch Aushrtung verfestigt werden. Welche wrden sie bevorzugt whlen?
    Al-Cu da aushrtbar, Al-Si -->nicht aushrtbar
  46. 47. Welche Bedinungen sollten erfllt sein zum Aushrten?
    • - bersttigter Mischkristall notwendig
    • - Feine und feinverteilte Ausscheidungen notwendig
    • - Kohrente und teilkohrente Ausscheidungen rufen starke Kohrenzspannungen hervor
  47. 48.In welchem Bereich des Zustandsdiagramms (T, c) knnen feindisperse Gefge hergestellt werden?
    In Bereichen mit begrenzter Lslichkeit.
  48. 49. Welches Gefge wird zum Herbeifhren der Ausscheidungshrtung angestrebt?
    • - Feine Dispersion (teil-)kohrente Teilchen in Krnern
    • - Geringer Teilchendurchmesser
    • - Geringer Teilchenabstand
    • - bersttigter Mischkristall aus der Schmelze: homogene Keimbildung mit starker
    • - bersttigung und hohe Unterkhlung
  49. 50. Was versteht man unter beralterung?
    Wird das T,t-Optimum berschritten kommt es zu einem Festigkeitsabfall, man spricht dann von beralterung.
  50. 51. Wie heit der wichtigste Rohstoff zur Aluminiumgewinnung?
    Bauxit
  51. 52. Beschreiben Sie die Aluminiumherstellung.
    • 1. Mischen
    • 2. Aufschlieen
    • 3. Eindicken
    • 4. Ausscheiden
    • 5. Filtration
    • 6. Kalzinieren
    • 7. Schmelzelektrolyse
    • 8. Gasreinigung
    • 9. Gieen
  52. 53. Erklren Sie anhand der Abfolge der Aluminumherstellung, warum Aluminiumrecycling so wichtig ist.
    Da nur das Gieen verbleibt, deutlich geringerer Energieverbrauch, kein Rotschlamm.
  53. 54. Nennen Sie jeweils 4 typische Anwendungen fr Reinaluminium.
    • 1.Verpackungsfolien
    • 2.Geschirr
    • 3.Getrnkedosen
    • 4.Zahnpastatuben
    • 5.Bierfsser
  54. 55. Nennen sie jeweils 4 typische Anwedungen fr Aluminiumlegierungen.
  55. 1.Schlauchkupplung fr Warmwasserleitung - Al-Mg-Legierungen haben u. a. eine hohe Lochkorrosionsbestndigkeit.
    • 2.Fahrradrahmen - Hohe Festigkeiten durch Kalt- oder Warmaushrtung erreichbar
    • 3.Bleche fr den Flugzeugbau - - Hohe Festigkeiten durch Aushrtung erreichbar
    • 4.Felgen: - Aluminium besitzt eine gute Giebarkeit
  56. 56. Nennen Sie vier wichtige Konstruktive und Funktionelle Eigeneschaften von Aluminium.
    • - Geringe Dichte
    • - Gnstige Festigkeitseigenschaften
    • - Gute chemische, Witterungs- und Seewasserbestndigkeit
    • - Gute Umformbarkeit
    • - Gute Zerspanbarkeit
    • - Eignung fr Verbindungsarbeiten
    • - Hohe elektrische Leitfhigkeit
    • - Hohe Wrmeleitfhigkeit
  57. 47.Wie lassen sich die Al-Basislegierungen einteilen?
    In Knet- und Gusslegierungen die beide jeweils entweder aushrtbar oder nicht aushrtbar sind. (bung07Lsungen)
  58. 53. Nennen Sie wesentliche Eigenschaften von Ingenieurkeramiken.
    • hohe Schmelztemperaturen,
    • groe Hrten,
    • geringe thermische Ausdehnungskoef.
    • groe E-Module,
    • groe Korrisionsbestndigkeit,
    • groe Hochtemepraturfestigkeit.
    • Jedoch hohe Sprdigkeit und begrenzte Formgebungsmglichkeiten.
  59. 54. Nennen Sie wichtige Einsatzgebiete ingenieurkeramischer Werkstoffe.
    • - verschleifeste Bauteile (Fadenfhrungen, Spritzdsen)
    • - Lager- und Dichtwerkstoffe(Wellen, Achsen)
    • - Motoren und Turbinenbau da sehr warmfest (Brennkammern,Dsen,Wellen, Schaufeln)
    • - Schneidkeramiken (hohe Hrte, geringer Verschlei) bei spanenden Arbeiten
  60. 55. Beschreiben Sie den Sinterprozess zur Herstellung keramischer Festkrper.
    Verbindung von Pulverteilchen zu einem kompakten Festkrper unter hohen Temp. und ggf. Druck.
  61. 56. Wie luft der thermisch aktivierte Diffusionsprozess beim Sintern ab?
    • 1) Wachstum der Kontaktflchen zwischen den Teilchen (Bildung von Sinterbrcken)
    • 2) Ausbildung eines zusammenhaengenden Porennetzwerks
    • 3)Poren-abrundung/reduzierung, Anstreben der Dichte/starke Schrumprozesse, Ausgangspulverteilchen nicht mehr zu erkennen.
  62. 57. Nennen Sie Vorteile der Pulvermetallurgie.
    • Hohe fast 100%-ige Ausnutzung der Werkstoffe, Materialeinsparung zu spanenden Verfahren 69%.
    • Energieeinsparungen von bis zu 50%.
    • Sehr gute Magenauigkeit auch in Groserienfertigung(Wiederholgenauigkeit)
    • Erzielung bestimmter spezifischer Eigenschaften, schmelzmetallurgisch nicht realisierbar.
    • Geringe Anzahl von Fertigungsschritten, oft einbaufertige Teile.
  63. 58. Nennen Sie Beispiele von Oxid- und Nichtoxidkeramiken.
  64. 59. Was versteht man unter PVD- und CVD-Verfahren?
    • Physical-Vapor-Deposition-Schichtaufbringung durch Vakuumzerstuben
    • Chemical-Vapour-Deposition-Schichtaufbringung durch Abscheiden der Gasphase(Besonders gute bzw. Kontrollierbare Schichtdicken)
  65. 58. Warum unterscheidet sich die Lslichkeit von Kohlenstoff in Ferrit von der in Austenit?
    Kfz-Gitter hat erheblich grere Oktaederlckenpltze als krz Gitter. Bessere Einlagerung von C mglich, da weniger Gitter verzerrt werden muss.
  66. 59.Warum wird die Liquiduslinie oberhalb von 4,3%C oft gestrichelt gezeichnet?
    Schmelzpunkt/(Liquiduslinie) Fe3C nicht genau deswegen (gestrichelt), weil beim Erwrmen schon bei < TSchmelz ein Zerfall in Fe + C stattfindet
  67. 60.Wieso wird das Eisen-Kohlenstoff-Diagramm nur bis 6,69ma% C abgebildet?
    Kohlenstoffgehalt von 6,69 ma% im Stahl entspricht 100% Zementit mehr Kohlenstoff hat keinen technischen Nutzen.
  68. 61.Was ist der Unterschied zwischen Gusseisen, Stahlguss und Stahl in Bezug auf Zusammensetzung und Herstellung?
    • Gusseisen:
    • Eisen mit mehr als 2,06 ma % C wird in Formen gegossen und nach Erstarren nicht mehr umgeformt. Gusseisen hat relativ niedrige Schmelztemperaturen und Viskositten in der flssigen Phase.
    • Stahl:
    • Eisen mit weniger als 2,06 ma % C z.B. wird z.B. im Strangguss-Verfahren dem Hochofen entnommen und durch z.B. Walzen zu Halbzeugen (z.B. Blechen) weiterverarbeitet.
    • Stahlguss:
    • In Form gegossener Stahl, der nach Erstarren nicht mehr umgeformt wird, im Gegensatz zum Gusseisen aber gut schweibar ist.
    • Die Anwendung von Stahlguss ist aufgrund seiner verhltnismig schlechten Giebarkeit nur zweckmig, falls die geforderten Eigenschaften (z.B. Festigkeit, Zhigkeit und Schweibarkeit) nicht durch andere Gusswerkstoffe erreicht werden knnen.

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