Nawi I und WBF.txt

Card Set Information

Author:
duffman
ID:
282709
Filename:
Nawi I und WBF.txt
Updated:
2014-09-11 08:58:05
Tags:
Nawi WBF
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Description:
abäofdabäsfln
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  1. Nennen sie die vier Bindungsarten der Werkstoffe Metallische-,
    Kovalente-,
    Ionen-,
    Adsorbtionsbindung
  2. Nennen sie die vier Schlüsseleigenschaften von Konstruktionswerkstoffen sowie Bauteile für die sie beondere Bedeutung haben ""
  3. Nennen sie die Obergruppen und deren Untergruppen der metallischen Werkstoffe ""
  4. Nennen sie grundlegende gemeinsame Eigenschaften der metallischen Werkstoffe
    !   
    Reflexionsvermögen 
  5. Ober- und Untergruppen der Anorganischen-nichtmetallischen Werkstoffe? ""
  6. Ober- und Untergruppen sowie Beispiele der Organischen Werkstoffe? ""
  7. Ober- und Untergruppen sowie Beispiele Verbundwerkstoffe? ""
  8. Nennen sie die 4 Werkstoffbeanspruchungsarten sowie deren Untergruppen Mechanisch, Chemisch-Elektrochemisch, Thermisch, Strahlungsbedingt
  9. Die 4 elementaren Bewegunsformen, die für mechanische Reibung wichtig sind? Gleiten
    Rollen
    Stoßen
    Strömen
  10. Nenne die 5 mechanischen Kraftangriffsmöglichkeiten ""
  11. Was führt zu chemisch-elektrochemischer Beanspruchung Flüssigkeiten
    Schmelzen
    Gase
    Klima
  12. Welche drei Untergruppen der chemisch elektrochemischen Beanspruchung gibt es? Folgen? ""
  13. Welche Arten der physikalischen Beanspruchung gibt es? ""
  14. Auf welche der Werkstoffkennwerte haben die mechanischen, chemisch-physikalischen, thermischen und technologischen Eigenschaften besonderen Einfluss? ""
  15. Was sind chemische Elemente? Stoffe, die nicht in andere Stoffe zerlegt werden können 
  16. Was besagt das Gesetz der konstanten Proportionen?
    Die Elemente verbinden sich in bestimmten Verhältnissen zu chemischen 
    Verbindungen 
  17. Was ist die Maßeinheit für die Stoffmenge? Mol
  18. Avogradro Konstante? ""
  19. "
    Was bedeuten die Zahlen in diesem Bild?
    " ""
  20. Wichtigsten Eigenschaften des Neutrons?
    Das Neutron  
    !  hat keine Ladung,  
  21. "
    font-weight: normal
  22. Wodurch entsteht Strahlungsbedingte Beanspruchung? Teilchen, Welle 
  23. Wichtige 
    Elektrische und magnetische Eigenschaften von Werkstoffen? Leitfähigkeit, Spezifischer Widerstand, Isolationsfähigkeit, Thermoelektrische Eigenschaften, (Koerzitivkraft, Remanenz), Form der Hysteresekurve
  24. Wichtige Chemisch-physikalische Eigenschaften von Werkstoffen? Schmelztemperatur, Schmelzwärme, Dichte, Thermische Ausdehnung Ausdehnungskoeffizient, Wärmeleitfähigkeit, Dämmfähigkeit, Brennbarkeit, Eigenschaften Oxidationsbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit
  25. Wichtige 
    Verarbeitungseigenschaften von Werkstoffen Vergießbarkeit und Formfüllungsvermögen, Warmverformbarkeit, Tiefziehfähigkeit, Schmiedbarkeit, Schweißbarkeit, Härtbarkeit, Randschichtverfestigungsfähigkeit 
  26. Wichtige Eigenschaften von Gusseisen? rho≈7, Fe-C-Verbindung, Schmelztemperatur: 1170°C-1350°C, wichtigste L-elemente: Si, Mn, S, P 
  27. Wichtige Eigenschaften von Stahl?
    Dichte ρ≈7,9, 
    Fe-C-Verbindung, 
  28. Wichtige Eigenschaften 
    Aluminium ?
    ρ=2,702, Schmelztemperatur: 660°C 
  29. Hauptanwendungsgebiete von Aluminium Bauwesen, Fahrzeugbau, Behälter- und Gerätebau, Verpackungswesen, E-Technik 
  30. "
    font-weight: normal
  31. "
    font-weight: normal
  32. "
    font-weight: normal
  33. "
    font-weight: normal
  34. "
    font-weight: normal
  35. Was ist die Ionisierungsenergie? Energie, mit der das am schwächsten gebunden Elektron auf der äußeren Schale des Atoms gebunden ist
  36. Charakter der metallischen Bindung
    gekennzeichnet durch das Auftreten von frei beweglichen (delokalisierten) Elektronen im Metallgitter. Deshalb hat Metalle gute Stromleitfähigkeit, metallischer Glanz, Duktilität
  37. Was ist die Elektronegativität? Elektronegativität ist ein relatives Maß für die Fähigkeit eines Atoms, in einer chemischen Bindung Elektronenpaare an sich zu ziehen.
    !  Skala zwischen 0.7 für Caesium und 3.98 für Fluor
    !  Alle Metalle sind elektropositiv 
    !  Alle Nichtmetalle sind elektronegativ 
  38. Charakterisiere die kovalente Bindung "
    Gelingt der Austausch der Elektronen, um die Edelgaskonfiguration zu einzustellen, 
    nicht, so kann die stabile Anordnung durch Bildung von Elektronenpaaren erzielt 
  39. Charakterisiere die sog. heterogene oder Ionenpaar Bindung "
    Die Anzahl der Valenzelektronen der Partner addiert sich zu acht. Der 
    geringerwertige (elektropositive) Partner gibt seine Valenzelektronen an das 
  40. Charakterisiere die Van-der-Waals Bindung "
    Die Van der Waals – Bindung beruht auf schwachen elektrostatischen 
    Anziehungskräften zwischen Molekülen oder Atomgruppen. Der 
  41. Wie wirkt sich der Atomabstand auf die Kräfte in der metallischen Bindung aus? ""
  42. Auf welche 2 Werkstoffkennwerte wirkt sich die Bindungsenergie aus? Je höher die Bindungsenergie, desto höhere Festigkeit und Schmelztemperatur
  43. Typische Werte für die Bindungsenergie der verschiedenen Bindungsarten? ""
  44. Was ist ein Kristallgitter? Kristallgitter sind periodisch regelmäßige Anordnung von Atomen mit charakteristischen Symmetrieeigenschaften.
  45. Was ist eine Elementarzelle?
    Die Elementarzelle ist die kleinste Einheit eines Kristallgitters, die alle 
    Merkmale des gesamten Gitters aufweist.  
  46. Wie berechnet sich Anzahl der Atome pro Elementarzelle? = Zentralatome + Eckatome * 1/8 + Flächenatome *1/2
  47. Was ist die Koordinationszahl?
    Die Koordinationszahl (KZ) ist eine Stoffkenngröße, die die Packungsdichte des kristallinen Körpers kennzeichnet
     
    = Anzahl der nächsten Nachbarn in Ionenkristall bzw. Anzahl der am Zentralatom gebundenen Atome
  48. Welche vier Gittertypen sind laut Vorlesung wichtig? tetragonal raumzentriert
    hexagonal dichteste Kugelpackung
    kubisch raumzentriert
    kubisch flächenzentriert
  49. Wie berechnet sich die Packungsdichte? ""
  50. Wichtigste Kenndaten der drei hauptsächlich behandelten Gittertypen? ""
  51. Wozu dienen Millersche Indizes Millersche Indizes dienen in der Kristallographie der eindeutigen Bezeichnung von Kristallflächen bzw. Ebenen im Kristallgitter. 
  52. Was sind Miller-Indizes der Richtungen?
    Vektorkomponenten der entsprechenden Richtung , erweitert auf die kleinsten 
    gemeinsamen Zahlen 
  53. "Berechne den Miller Index
    " ""
  54. Zeichne die kirstallografische Richtung [-3 4 2] ""
  55. Wie lässt sich eine Gittergerade beschreiben? Eine Gittergerade lässt sich durch ein Tripel m, n, p beschreiben 
  56. Wie verhalten sich Bindungsenergie und Atomabstand zueinander? "
    Der zwischenatomare Abstand zwischen 
    zwei Zentren benachbarter Atome, in dem 
  57. Wie viele Gleitsysteme hat das kfz-Gitter? 12
  58. Wie viele Gleitsysteme hat das hdp-Gitter? 3
  59. Hat das hrz-Gitter eine dichtest gepackte Ebene? Nein
  60. Wobei hilft das Braggsche Gesetz? Mit ihm lassen sich anhand des Interferenzmusters, das beim durchstrahlen von Kristallen mit Röntgenstrahlen entsteht, Rückschlüsse auf die Struktur des Materials auf atomarer Ebene ziehen.
  61. Wie lautet die Bragg-Gleichung? "nλ = 2d * sin(θ) 
    d=Abstand zwischen parallelen Gitterebenen
  62. Was ist der Unterschied zwischen einem idealen und einem realen Kristallgitter? "Gitterfehler im realen Gitter
    "
  63. Nenne Gründe für Gitterfehler "
    ""  Störung des thermodynamischen Gleichgewichts bei Kristallerzeugung 
    ""  im festen Kristall durch Energiezufuhr, z.B. mechanische Verformung 
  64. Wozu führen Gitterfehler im Kristall? der Kristall bekommt höheren Energiegehalt (x1 ) 
  65. Anhand welches Kriteriums werden Gitterfehler eingeteilt?
    Nenne die Gruppen
    "Anhand ihrer räumlichen Dimension.
    Es gibt:
    ""  0-dimensionale Gitterfehler 
    ""  1-dimensionale Gitterfehler 
  66. Welche Arten von 0-dimensionalen Gitterfehlern gibt es? ""
  67. Wovon ist die Leerstellendichte abhängig?
    Nenne Wertebereiche
    "
    ""  Die Leerstellendichte ist 
    temperaturabhängig 
  68. Was ist ein Frenkel-Paar? "
    ""  Bei der Bildung eines Frenkel-Paars verlässt ein Atom seinen 
    Gitterplatz, wandert auf einen 
  69. Welche Vorraussetzungen müssen für die Einlagerung von Substitutionsatomen in ein Gitter erfüllt sein?
     -Austausch- oder 
    Substitutionsatome sind 
  70. Was sind Einlagerungsatome? "
    ""  Fremdatome auf Zwischengitterplätzen heißen Einlagerungs- oder 
    interstitielle Atome 
  71. Was ist ein Mischkristall?
    Was bewirkt er?
    "
    ""  Befinden sich größere Mengen einer 
    zweiten Atomart im Gitter, so wird der 
  72. Welche Arten von 1-Dimensionalen Gitterfehlern gibts es? -Stufenversetzung
    -Schraubenversetzung
  73. Wie sieht eine Stufenversetzung aus? ""
  74. Wie sieht eine Schraubenversetzung aus? ""
  75. Was ist der Burgersvektor? "
    Der Burgersvektor ist das Maß für die Größe und Richtung der 
    Versetzungsbewegung 
  76. Wie wird ein Burgersvektor bei einer Schrauben- bzw. Stufenversetzung gebildet? ""
  77. Wie wirken sich 1-dimensionale Gitterfehler auf Versetzungsbewegungen aus? "
    ""  makroskopisch: sehr geringe plastische Verformung des Werkstücks 
    ""  die hierfür benötigte Energie ist viel geringer als bei starrem Abgleiten der 
  78. Wie sieht die plastische Verformung eines Gitters mit einer Stufenversetzung aus? ""
  79. Wozu führt das sogenannte Klettern von Stufenversetzungen? "
    Klettern bewrikt Leerstellen
    "
  80. Wie entstehen Versetzungsringe? "
    a)  
    Eine stufenversetzung wird unter 
  81. Wie funktioniert die Auslöschung von Versetzungen? "
    Auslöschung oder Annihilation findet statt, wenn sich zwei Versetzungen 
    gleicher Richtung aber unterschiedlicher Orientierung aufeinander zubewegen  
  82. Was ist die Versetzungsdichte?
    Die Häufigkeit von Versetzungen wird als 
    Versetzungsdichte bezeichnet (Linienlänge/ 
  83. Welche Arten von 2-dimensionalen Gitterfehlern gibt es? ""
  84. Was sind Korngrenzen? Korngrenzen trennen Bereiche unterschiedlicher Orientierung 

  85. Was ist eine Kleinwinkelkorngrenze? "
    font-weight: normal
  86. Was ist eine Zwilingsgrenze? "
    !  Spiegelsymmetrisches Umklappen 
    eines Kristallteils längs einer 
  87. Was ist eine Großwinkelkorngrenze? "
    Orientierungsunterschied: 
    benachbarte Subkörner über 15° 
  88. Welche Arten 2-dimensionaler Gitterfehler kennen sie?
    Was zeichnet diese aus?
    ""
  89. Was ist eine kohärente Phasengrenze? "Kristallstrukturen und Gitterkonstanten ähnlich und Kristallorientierung gleich 
    "
  90. Was zeichnet eine teilkohärente Phasengrenze aus? "Kristallstrukturen und Gitterkonstanten gleich und Kristallorientierung ähnlich
    "
  91. Was zeichnet eine inkohärente Phasengrenze aus? "Kristallstrukturen und Gitterkonstanten und verschieden 
    "
  92. Welche Arten von 3-dimensionalen Gitterfehlern kennst du? ""
  93. "Um welche Art von Gitterfehler handelt es sich hierbei?
    " Kleinporen
  94. "Welche Art Gitterfehler?
    " Mikrorisse
  95. "Welche Art Gitterfehler?
    " Ausscheidungen
  96. "Welcher Gitterfehler?
    " Karbid-Ausscheidungen Karbid-Ausscheidungen
  97. "
    Welche Art Gitterfehler?

    " Korngrenzen-Ausscheidungen
  98. Wozu dient das Legieren? Zur Eigenschaftsverbesserung, zb:
    !  Homogenität der Eigenschaften über größere Bauteilquerschnitte 
    !  Härte- und Festigkeitssteigerung (höhere Beanspruchbarkeit) 
  99. Welche Arten von Kristallen kommen in Legierungen vor?
    !  Mischkristalle 
    !  Intermediäre Verbindungen 
  100. Wie beeinflussen Legierungselemente die Eigenschaften eines Werkstoffes? Sie verändern den kristallinen Aufbau, was wiederum die makroskopischen Eigenschaften verändert
  101. Was sind Mischkristalle?
    Welche Arten gibt es?
    "
    font-weight: normal
  102. Wie sind Mischkristalle aufgebaut? ""
  103. Charakterisiere Austauschmischkristalle "
    Austauschmischkristalle bilden sich, wenn: 
    -  
  104. Charakterisiere Einlagerungsmischkristalle "Bilden sich nur bei hinreichend kleinen Atomen des Zusatzelements (z.B.: H, N, C, B) in Zwischengitterplätzen!
    "
  105. Wie lautet die Phasenregel? "
     
    F = Freiheitsgrade 
  106. Was ist eine Phase? Gleichartige, einheitliche Bestandteile eines Systems
  107. Wodurch entsteht ein sog. heterogenes System?
    Heterogenes System: es existieren mehrere Phasen 
    Mehrere Phasen entstehen durch Mischungslücken (nicht 
  108. Welche verschiedenen Phasen werden in der Vorlesung genannt? "
    -homogene Schmelzen 
    -reine Metalle A, B, C (die Komponenten des Systems) 
  109. Was ist Enthalpie? Die Enthalpie auch Wärmeinhalt genannt, ist ein Maß für die Energie eines thermodynamischen Systems.
  110. Wodurch wird das thermodynamische Gleichgewicht eines Systems bestimmt? "
    Das thermodynamische 
    Gleichgewicht ist immer durch ein 
  111. Welche Phase im binären System ist stabil? "
    font-weight: normal
  112. Was besagt die (Doppel-) Tangentenregel? "
    !  Ein System mittlerer Zusammensetzung erreicht 
    im Temperaturbereich zwischen den 
  113. Was macht man mit dem Hebelgesetz? Die jeweiligen Phasenanteile einer Legierung eines binären Systems bestimmen
  114. Wie lautet die Formel für des Hebelgesetz? "
     
    Anteil der Phase α an der 
  115. Beispielhafter Verlauf der Erstarrung eines binären Systems mit vollständiger Löslichkeit in fest &
    flüssig ""
  116. "Leite für die eingezeichneten Konzentrationen 1,2,3,4 die Abkühlkurven ab!
    " "
    Phasenregel: F* = K – P + 1 
    "
  117. Zustandsdiagramm binäreses System, vollkommene Unlöslichkeit? ""
  118. Zustandsdiagramm, binäres System, vollkommene Löslichkeit fest &
    flüssig? ""
  119. Was ist eine Mischungslücke, wodurch entsteht sie? "Die meisten metallischen Systeme sind nur im flüssigen Zustand vollständig ineinander löslich, im festen Zustand hingegen nur begrenzt.
    In diesem Fall erstarrt die Schmelze stets zum Mischkristall und zerfällt erst bei tieferen Temperaturen in ein Phasengemenge
    "
  120. Was zeichnet ein sog. eutektisches System aus? "
    Weisen die Solidus- und Liquiduslinie im 
    Konzentrationsbereich zwischen den reinen 
  121. Was ist ein peritektisches System? "
    font-weight: normal
  122. Wie sehen s- und p-Orbitale aus? ""
  123. Wie sehen d-Orbitale aus? ""
  124. Was beschreibt die gibbsche Phasenregel? "Die Gibbssche Phasenregel hält fest, dass im thermodynamischen Gleichgewicht nicht beliebig viele Phasen gleichzeitig nebeneinander vorliegen können. Zudem kann man mit ihr die an einem bestimmten Punkt im Phasendiagramm maximal möglichen Freiheitsgrade bestimmen. Für ein physikalisch homogenes thermodynamisches System reichen zwei Zustandsgrößen zur Bestimmung des Gleichgewichtszustands aus.
    Formel für Feststoffe:
     
    N= Anzahl der unabhängigen Komponenten im System (z. B. H2O, CO2)
     
  125. Wie läuft die Erstarrung bei binären Legierungen mit vollständiger Löslichkeit im flüssigen und begrenzter Löslichkeit im festen Zustand ab, die ein eutektisches System bilden? "
    - Alle übereutektischen Legierungen (ce 
    <
  126. Überblick der typischen Zustandsdiagramme der wichtigsten Systeme? ""
  127. Was versteht man unter Valenz?
    Unter Valenz versteht man die Wertigkeit (Bindungsfähigkeit) von Atomen. Sie 
    stimmt (oft) mit der Anzahl der Elektronen im äußeren sp-Niveau überein. 
  128. Was ist Entmischung? "
    Umwandlung im festen Zustand 
    Der erstarrte homogene α-Mischkristall 
  129. Was ist Überstrukturbildung? "
    !  Es gibt α-Mischkristalle, die unter der 
    Soliduslinie ungeordnet sind und bei 
  130. Wie entstehen intermetallische Phasen? "
    Viele Metalle bilden untereinander oder mit Nichtmetallen chemische 
    Verbindungen mit metallischem Charakter.  
  131. Wie unterscheiden sich die Begriffe intermediäre Verbindung und intermetallische Verbindung?
    -  intermediäre Verbindung ist der allgemeine Verbindungstyp Metall/Metall 
    oder Metall/Nichtmetall 
  132. Was zeichnet intermediäre/intermetallische Verbindungen aus? "
    Die Elemente bilden die neue Phase mit eigener 
    -  Zusammensetzung 
  133. Was ist ein ternäres System? Ein Dreistoffsystem
  134. Welche Möglichkeiten gibt es, ein Zustandsschaubild eines ternären Systemes darzustellen? "
    -  Es existieren mehrere Möglichkeiten: Die räumliche Darstellung oder die 
    Projektion auf eine Ebene 
  135. "Was ist das?
    "
    Ein Liquidusschaubild eines ternären Systems, es zeigt die 
    Liquidustemperaturen als 
  136. "Was ist das?
    "
    Ein Isothermenschaubild, es ist 
    eine Schnittebene konstanter 
  137. Wie läuft die Erstarrung ab? "
    "" />
    1. Stufe: Keimbildung 
  138. Was passiert bei der Erstarrung aus unterkühlter Schmelze? ""
  139. Welche Arten von Keimen gibt es?
    Wie entstehen diese?
    ""
  140. Wovon ist das Kristallwachstum abhängig?
    Untergruppen?
    Vom Abtransport der freigesetzten Wärme
    Zwei Wärmequellen existieren:  
    - Spezifische Wärme der Schmelze:
     
  141. "Wie kommt es zum planaren 
  142. Wie kommt es zu dendritischem Kristallwachstum? "
    -  Bei schwacher Keimbildung unterkühlt 
    die Schmelze, bevor die Erstarrung 
  143. Welche drei Arten von Kristallen gibt es? Globulite
    Stengel
    Dendrite
  144. Was zeichnet Globulite aus, wie entstehen sie? ""
  145. "
    font-weight: normal
  146. "
    font-weight: normal
  147. "
    font-weight: normal
  148. Was zeichnet eine einkristalline Struktur aus? "
    Bessere Eigenschaften als vielkristalline Strukturen
    "
  149. Zeichnen sie das Schema des Volumendefizites eines reinen Metalls/einer eutektischen Legierung ""
  150. "
    font-weight: normal
  151. Nennen sie typische Werte für die Erstarrungsschrumpfung wichtiger Gusswerkstoffe ""
  152. "
    font-weight: normal
  153. Welche Arten von Erstarrungsfehlern wurden behandelt?
    Untergruppen?
    Lunker:
     
    -Außenlunker
     
  154. Charakterisiere Außenlunker "
    -Entstehung durch das Absinken des 
    Flüssigkeitsspiegels während des 
  155. Charakterisiere Fadenlunker "
    -Entstehen bei hohen, schlanken 
    Blöcken 
  156. Charakterisiere Innenlunker "
    -Erstarrungsprozess läuft an 
    den Formrändern schneller ab 
  157. Charakterisiere Kristallseigerung 
    Unterschiedliche chemische Zusammensetzung im mikroskopischen Bereich 
  158. Charakterisiere Blockseigerung "
    Gleicher Vorgang wie bei Kristallseigerung, nur im 
    größeren Maßstab
    -Schmelze erstarrt von außen nach innen 
  159. Charakterisiere Schwerkraftseigerung "
    -Dichteunterschied zwischen Primärkristallen und 
    Restschmelze lässt Kristalle aufsteigen oder absinken. 
  160. Was ist Diffusion "Teilchentransport ohne äußere Krafteinwinkung aufgrund eines Konzentrationsunerschiedes =>
    führt zu homogener Zusammensetzung
    "
  161. Wie wirkt sich dieTemperatur auf das Diffusionsvermögen aus?
    Je höher die Temperatur, desto höher die thermische Energie, desto höher das 
    Diffusionsvermögen. 
  162. Was beschreibt die Arrheniu-Gleichung? "
    Die Arrhenius-Gleichung beschreibt den Zusammenhang zwischen Häufigkeit 
    der Platzwechsel und der Temperatur:  
  163. Welche Diffusionsmechanismen wurden behandelt? -Direkter Platzwechsel
    -Leerstellenmechanismus
    -Zwischengittermechanismus
  164. Charakterisiere den direkte Platzwechsel ""
  165. Charakterisiere den Leerstellenmechanismus ""
  166. Charakterisiere den Zwischengittermechanismus ""
  167. Wozu dient das 1. Ficksche Gesetz?
    Formel?
    "
    Das 1. Ficksche Gesetz dient zur mathematischen Beschreibung des 
    Diffusionsstroms, welcher ein Maß für die Geschwindigkeit des Diffusionsvorganges ist.
    "
  168. Was ist ein Konzentrationsgefälle? "
    -Das Konzentrationsgefälle 
    beschreibt die Ortsabhängigkeit 
  169. Welchen Einfluss hat die Aktivierungsenergie Q auf die Diffusion?

    -Eine kleine Aktivierungsenergie, Q, bewirkt einen großen Diffusionskoeffizienten 
    und Diffusionsstrom, da wenig thermische Energie nötig ist, die (geringe) 
  170. Nennen sie die drei Arten der Diffusion und vergleichen sie sie -Volumendiffusion:Bei der Volumendiffusion bewegen sich die Atome von einem Gitter- oder 
    Zwischenplatz zum nächsten. Die Aktivierungsenergie ist vergleichsweise 
  171. Was beschreibt das zweite Ficksche Gesetz?
    Formel?
    "
    Das zweite Ficksche Gesetz beschreibt, wie sich im Festkörper befindliche 
    Konzentrationsunterschiede über der Zeit ändern: 
  172. Wie ist die Spannung definiert?
    Im Maschinenbau übliche EInheiten?
    "
    "
  173. Was sind Normal- und Schubspannung? "

    "
  174. Was ist elastische Verformung? "
    Wird durch Reversibilität der Verformung charakterisiert 
     
  175. Was beschreibt das Hooke´sche Gesetz?
    Formel?
    "
    Das Hookebsche Gesetz beschreibt den linearen Zusammenhang von  
    Spannung und Dehnung im elastischen Bereich 
  176. Wie sind E-Modul, Querkontraktionszahl und Schubmodul voneinander abhängig? "
    Schubmodul = G
    Elastizitätsmodul = E
    Querkontraktionszahl = v
    "
  177. "Welches Bauteil hat die höhere Steifigkeit?
    " "
    Die Steifigkeit des seitlich eingespannten Bauteils ist  
    höher als die des freien Bauteils  
  178. "Wie viele Freiheitsgrade gibt es im Einphasenraum?
    (Gibbsche Phasenregel)
    " ""
  179. "
    font-weight: normal
  180. "
    Wie viele Freiheitsgrade gibt es im Dreiphasenraum(eutektisches System)? 
    (Gibbsche Phasenregel)
    " " 
  181. Wie können sich Werkstoffe bei überelastischer Beanspruchung verhalten?
    Generell ist die Verformung des Werkstoffes ganz/teilweise bleibend
    -Spröder Werkstoff: es kommt zum Bruch im elastischen Bereich
    -Duktiler Werkstoff: 
    plastische Verformung, nach Erreichen 
  182. Wie sieht ein typisches Spannungs-Dehnungs-Diagramm eines duktilen Werkstoffes aus?
    Wichtige Punkte?
    ""
  183. Was ist ein Trennbruch? "
    font-weight: normal
  184. Wie läuft die plastische Verformung im Zugversuch ab? ""
  185. Wie finden Abgleitvorgänge statt? ""
  186. Wie kann man die Festigkeit von Metallen erhöhen? Durch das Blockieren der Versetzungen, welche sonst Träger der plastischen Verformung sind
  187. Welche festigkeitssteigernden Mechanismen wurden durchgenommen?
    Kurze Charakteristik?
    "
    "
  188. Wie entsteht die Mischkristallverfestigung? "
    Die Mischkristallverfestigung (-härtung) ist die Folge von Wechselwirkungen der 
    Legierungsatome mit Versetzungen, die zu einer Behinderung der 
  189. Welche drei Arten der Wechselwirkung gibt es bei der Mischkristallverfestigung?
    -Gitterparameter-Effekte (Parelastische Wechselwirkung) 
    Atomradienunterschiede führen zu einer Verspannung des Gitters und somit zu 
  190. Charakterisiere die Kaltverfestigung
    Die Kaltverfestigung beruht auf dem Einbau zusätzlicher Verfestigungen 
    aufgrund plastischer Verformung 
  191. Wie verhält sich die Festigkeitssteigerung durch die Kaltverfestigung zur Versetzungsdichte? ""
  192. "
    font-weight: normal
  193. Charakterisiere die Korngrenzenhärtung ""
  194. Charakterisiere die Teilchenhärtung ""
  195. Charakterisiere die Ausscheidungshärtung ""
  196. Wie wird die maximale Festigkeitssteigerung durch Ausscheidungshärtung eingestellt? ""
  197. Wie kann Kohlenstoff sich ins kubisch raumzentrierte Gitter des Eisens einlagern? ""
  198. "
    font-weight: normal
  199. Vergleich metastabiles Eisen-Kohlenstoff-System mit stabilem ""
  200. Was passiert, wenn beim Abkühlen die Lösungsfähigkeit von C in Fe überschritten wird? ""
  201. Maximale Löslichkeiten von Kohlenstoff in den Modifikationen von Eisen? ""
  202. Wie werden Stahl und Gusseisen voneinader unterschieden? Anhand des Kohlenstoffgehalts
    Stahl: <
    2,06%
    Gusseisen: >
  203. Vergleichen sie Stahl und Gusseisen in ihren mechanischen Eigenschaften sowie Möglichkeiten der Umformung ""
  204. Nennen sie drei wichtige homogene Mischkristalle des Fe-C-Systems sowie deren C-Gehalt, metallographische Bezeichnung sowie Gittertyp ""
  205. Wo im Fe-C-Diagramm ist das 
    α-Ferrit zu finden? ""
  206. "
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  207. "
    font-weight: normal
  208. "Welche Umwandlungsvorgänge macht diese Legierung beim Abkühlen durch?
    " ""
  209. "Welche Eisen-Konfiguration ist das?
    " Ferrit
  210. "
    font-weight: normal
  211. "
    font-weight: normal
  212. Welche Umwandlungsvorgänge macht ein eutektoides Fe-C-System beim Abkühlen durch? ""
  213. "
    font-weight: normal
  214. "Beschrifte die beiden Eisenkonfigurationen:
    " ""
  215. "
    font-weight: normal
  216. Nenne die wichtigsten Gefügebestandteile und ihre Bezeichnungen ""
  217. Welche 3 Arten von Zementit gibt es und wie entstehen sie? "
    "
  218. Aufteilung der Legierungen des Fe-C-Systems nach Kohlenstoffgehalt?
    Gefüge, Anwendungsbeispiel sowie Bezeichnung nach Lage im Diagramm?
    ""
  219. Charakterisiere das Eisen-Kohlenstoff-Diagramm ""
  220. Welche Eigenschaftsänderungen können mit einer Wärmebehandlung erzielt werden? ""
  221. Welche zwei wichtigen Schaubilder gibt es bei der Wärmebehandlung und was stellen diese dar? ""
  222. Wie wirkt sich die Abkühlgeschwindigkeit auf die Umwandlung der verschiedenen Eisenmodifikationen ineinander aus? Je schneller die Abkühlgeschwindigkeit, desto weniger Diffusion ist möglich.
    =>
    Es können die Kohlenstoffatome am Ausdiffundieren aus den Kristallgittern gehindert werden
  223. Welche drei Stufen der Abkühlgeschwindigkeit gibt es? ""
  224. "
    font-weight: normal
  225. "
    font-weight: normal
  226. Wie wird die Bildung von Martensit erreicht? ""
  227. "
    font-weight: normal
  228. "
    font-weight: normal
  229. Charakterisiere das ZTU Diagramm "
    -Aus dem ZTU Diagramm lässt 
    sich für jede Temperatur der 
  230. "Welche Art von ZTU Schaubild ist das?
    " kontinuierliches ZTU-Schaubild
  231. "
    Welche Art von ZTU-Schaubildist das?
    " Isothermes ZTU-Schaubild
  232. "Welche Art ZTA-Schaubild ist das?
    " kontinuierliches ZTA
  233. "
    font-weight: normal
  234. Welche Arten der Wärmebehandlung wurden durchgenommen?
    Was charakterisiert diese?
    Glühen: Gleichgewichtsnahe Zustände einstellen 
    Härten: Nichtgleichgewichtszustände einstellen 
  235. Untergruppen des Glühens? ""
  236. Übersicht: In welchen Temperaturbereichen finden die verschiedenen Glühverfahren statt? ""
  237. Charakterisiere das Diffusionsglühen ""
  238. Charakterisiere das Hochglühen (Grobkornglühen) ""
  239. Charakterisiere das Normalglühen ""
  240. "
    font-weight: normal
  241. "Welche Wärmebehandlung hat das folgende Gefüge erhalten?
    " Weichglühen
  242. "
    font-weight: normal
  243. Grenzen sie Erholung Rekristallisation voneinander ab ""
  244. "
    font-weight: normal
  245. Welche Ziele werden beim Härten verfolgt? "
    Erzeugung von Phasen aus nicht gleichgewichtsnaher Umwandlung:

    "
  246. Charakterisiere das Härten "

    "
  247. Welche Parameter eines Stahles sind im Bezug auf das Härten wichtig? ""
  248. Charakterisiere das Austenitisieren (Erwärmen auf Härtetemperatur) ""
  249. Charakterisiere das Vergüten ""
  250. Wie sieht das Vergütungsschaubild von C45 Stahl aus? ""
  251. Was ist beim Vergüten zu beachten? ""
  252. Zeichne den schematischen Temperatur-Zeit Verlauf beim Vergüten ""
  253. Wie verhalten sich die gängigsten Legierungs-und Begleitelemente von Stahl? ""
  254. Was bewirkt eine Legierung von Eisen mit Crom? "
    Einschnürung des γ-Gebiets wird auch 
    durch die Elemente Al, 
  255. "
    font-weight: normal
  256. Wofür wird die Legierung Fe-Cr-Ni genutzt? ""
  257. Welche Kriterien zur Einteilung von Stahlsorten gibt es?
    Beispiele?
    ""
  258. In welche 2 Gruppen lassen sich die Benennungen von Stahlsorten aufteilen nach EN 10027-1? ""
  259. Legierungskennzahlen für die wichtigsten Legierungselemente? ""
  260. "
    font-weight: normal
  261. Welche Regeln sind bei der Verwendung von Legierungskennzahlen bei hochlegierten Stählen zu beachten? ""
  262. "Welche Bestandteile hat dieser Stahl?
    " ""
  263. Wie werden Werkstoffnummern nach DIN EN 10027-2 vergeben? ""
  264. Nenne die Ziffern wichtiger Werkstoffhauptgruppen nach DIN EN 10027-2 ""
  265. Sortennummern von Stahlgruppen? ""
  266. Bindungstypen Ionenpaar-Bindung
    kovalente-Bindung
    metallische-Bindung
    Van-der-Walls-Bindung
  267. Ionenpaar-Bindung Valenzelekronen der Partner addieren sich zu acht
  268. kovalente Bindung Bindung von Elektronenpaaren
  269. metallische Bindung Elektronen-Gas wenn weniger als 4 Valenzelektronen
  270. Van-der-Waals-Bindung anziehende Wechselwirkung mit anderen Atomen über ein Dipolmoment
  271. Phasenregel F+P=K+2

    F=Freiheitsgrade(Zustandsgrößen die verändert werden können oder dass sich die Zahl der Phasen ändert)

    P=Phasen

    K=Komponenten (chemische Elemente, die das System bilden)
  272. Anlassen - Temperaturverlauf ""
  273. Festigkeits und Verformungskennwerte
    Rm
    Re
  274. Verlauf der Hauptspannungen bei dreiachsigem Spannungszustand ""
  275. Kerbformzahlen bei spröden und duktilen Werkstoffen ""
  276. Schwingversuch - Widerstandsfähigkeit - Zugfestigkeit ""
  277. Schwingversuch - Widerstandsfähigkeit - 
    Probengröße ""
  278. Schwingversuch - Widerstandsfähigkeit - 
    Beanspruchungsart ""
  279. Schwingversuch - Widerstandsfähigkeit - 
    Mittelspannung ""
  280. Schwingversuch - Widerstandsfähigkeit - 
    Oberfläche, Rauhtiefe ""
  281. Schwingversuch - Widerstandsfähigkeit - 
    Umgebungstemperatur ""
  282. Schwingversuch - Widerstandsfähigkeit - 
    Korrosion ""
  283. Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung auf Fehlerstellen - Verfahren Röntgenprüfung (keine Risse senkrecht zur strählung Dedektierbar)

    Impuls-Echo-Verfahren (Rissabstand erkennbar)
  284. Tribologie - Arten Oberflächenzerrüttung
    Abrasion
    Adhäsion
    Tribochemische Reaktion
  285. Oberflächenzerrüttung ""
  286. Abrasion ""
  287. Adhäsion ""
  288. triobochemische Reaktionen ""
  289. Grundprinzip der Bauteilauslegung Beanspruchung <
    ! Beanspruchbarkeit
  290. Sicherheit bei Bauteilauslegung (Berechnung) S = R/B (R=Widerstandsfähigkeit
    B=Bauteilbelastung)
  291. Sicherheitsphilosophien dauerfeste Auslegung
    lebendauersichere Auslegung
    versagenssichere Auslegung
    schadenstolerante Auslegung
  292. Aufteilung der äußeren Belastung in Grundbeanspruchungen Zug
    Druck
    Biegung
    Torsion
    Scherung
  293. Werkstoff- und Bauteilverhalten basiert auf... - Beanspruchungskollektiv
    Kräfte, Momente (mechanisch)
    Temperatur
    Umgebungsmedium
    Kontakt, Reibung
    - Struktur (Stoff + Gestalt)
    Werkstoffzusammensetzung
    Reinheitsgrad
    Gefüge
    Kerben
    Oberfläche
    Eigenspannungen
  294. Schichtversagen unter Zugspannungen ""
  295. Schichtversagen unter Druckspannungen ""
  296. Schadensursachen Produktfehler
    Betriebsfehler
    unvorhergesehene Ereignisse
  297. Schadensursachen - Produktfehler Konstruktionsfehler: Planung, Formgebung, Bemessung, Werkstoffauswahl

    Werkstofffehler: Lunker, Poren, Einschlüsse, Seigerungen, Wärmebehandlung, Alterungsaffälligkeit

    Ausführungsfehler: spandende Bearbeitung, Fügetechnik, Wärmebehandlung, Eigenspannungen, Zusammenbau
  298. Schadensursachen - Betriebsfehler Fehleinschätzung der Lebensdauer: falsches Lebensdauerkonzept

    Bedienungs- und Wartungsfehler: falsches Wartungsintervall, Fehler bei der Instandsetzung
  299. Schadensursachen - unvorhergesehene Ereignisse höhere Gewalt: Blitzeinschlag, Überspannung

    sonstige Ereignisse: unsachgemäße Lagerung, Sabotage
  300. Wirtschaftlichkeitsbetrachtung - Aspekte Konstruktion
    Werkstoff
    Fertigung
    Betrieb
  301. Bauteilanforderungsprofil (5) mechanische Anforderungen
    thermische Anforderungen
    chemische, korrosive Anforderungen
    tribologische Anforderungen
    Anforderungen aufgrund energiereicher Strahlung
  302. Bauteileigenschaftsprofil Bauteilgestaltung
    Werkstoffzusammensetzung
    Werkstoffherstellung
    Bauteilfertigung
    Oberflächen-/randschichtbehandlung
  303. Bauteilanforderungsprofil/-eigenschaftsprofil Bauteilanforderungsprofil <
    Bauteileigenschaftsprofil
  304. Anforderungen an ein Bauteil Wirtschaftlichkeit
    Schonung von Ressourcen
    Umweltschutz und Arbeitsschutz
    Recyclierbarkeit
  305. Mohrscher Spannungskreis für unterschiedliche Spannungszustände ""
  306. Senkrecht auf einer Schnittfläche stehende Spannungen Normalspannung
  307. in einer Schnittfläche wirkende Spannung Schubspannung
  308. Der allgemeine Spannungszustand ist durch was definiert? durch:

    3 Normalspannungen
    Schubspannungen
  309. Spannungstensor - Indizierung "1. Index gibt die Richtung der Schnittebenennormalen an
    2. Index gibt die Richtung der Spannungskomponente an
    "
  310. Normalspannungshypothese "bei sproden Werkstoffen und Bauteilen

    Trennung des Werkstoffzusammenhangs kann nur durch Zugspannung erfolgen

    Bauteil versagt wenn die Normalspannung die Trennfestigkeit Rm des Werkstoffes erreicht (sigma1 >
    Rm)
    typische Kennzeichen bei Werkstoffversagen:
    -Trennbruch(bei statischer Belastung)
    -Bruch tritt senkrecht zur größten Hauptspannung auf
    "
  311. Normalspannungshypothese - Vergleichsspannung Sigma1 >
    Sigma2 >
  312. Schubspannungshypothese "zähes Werkstoff-/ Bauteilverhalten

    Versagen durch fließen und unter gewissen Vorraussetzungen auch durch Schubbruch

    Versagen wenn tau_max >
    tau_F
    typische Kennzeichen bei Werkstoffversagen:
    -Schubbruch(bei statischer Belastung)
    -Bruch tritt unter 45° zur größten Hauptspannung ein
    "
  313. Schubspannungshypothese - Vergleichspannung Sigma_vSH = 2*tau_max
  314. Tresca-Sechseck in Hauptspannungen "
    "
  315. Gestaltänderungsenergiehypothese GEH zähes Bauteil und Werkstoffverhalten

    in einem verformten Körperelement gespeicherte Gestaltänderungsenergie ist Maß für Werkstoffbeanspruchung
  316. GEH - Vergleichsspannung ""
  317. erweiterte SH "
    Versuch NH und SH zusammenzufassen ->
    gültige Aussage über beide Versagensarten zu erhalten

    Höhe der ertragbaren maximalen Schubspannung t_krit ist abhängig von der gleichzeitig auf die Gleitebene wirkende Normalspannung Sigma_m

    es lässt sich berücksichtigen, dass die kritische Schubspannung von der wirkenden Normalspannung abhängt
    "
  318. Nachteile von NH und SH NH: spröder Werkstoffe versagen nicht durch Abgleiten bei Druchbeanspruchung

    SH: Versagen bei beliebig hohen hydrostatischen Drücken ist NICHT erfalsst
  319. erweiterte SH - Mohrsche Hüllparabel "
    für spröde Werkstoffe ist die experimentelle Bestimmung sehr aufwendig da Parabelöffnung sehr klein

    für duktile Werkstoffe kann sie im Zug- Druck- und Torsionsversuch leicht bestimmt werden

    berücksichtigt, dass die Druckfestigkeit größer ist als die Zugfestigkeit

    Scheitel der Parabel ist durch Trennfestigkeit festgelegt

    Drucknormalspannungen erhöhen den Gleitwiederstand und somit die Schubfestigkeit

    Zugnormalspannungen setzen den Gleitwiderstand und somit Schubfestigkeit herab

    tau_FD >
    tau_FZ
    "
  320. Vergleich der Spannungshypothesen - Graphisch "
    "
  321. Festigkeitshypothesen - Zusammenfassung - SH vs GEH SH und GEH sind für zähe Werkstoffe grundsätzlich möglich

    SH konsevativer ->
    auf der sicheren Seite, aber nutzt Werkstoff nicht immer komplett aus

    SH sehr einfach darzustellen

    in Praxis eher GEH, da realistischer

    Versagen bei GEH nur schwer anschaulich darzustellen (Hauptspannungsdiagramm)
  322. Eigenspannungen 1. Art sind über größere Werkstoffbereiche (mehrere Körner) nahezu homogen

    innere Kräfte sind im gesamten Körper bezüglich jeder Schnittfläche im Gleichgewicht

    innere Momente verschwinden in Bezug auf jede Achse

    Abweichungen vom Kräfte und Momentengleichgewicht ->
    makroskopische Maß- und Formänderungen
  323. Eigenspannungen 2. Art über kleine Werkstoffbereiche annähernd homogen (ein Korn oder Kornbereiche)

    innere Kräfte sind über hinreichend viele Körner im GGW

    Abweichungen von diesem GGW ->
    makroskopische Maßänderungen
  324. Eigenspannungen 3. Art über kleinste Werkstoffbereiche (einige Atomabstände) inhomogen

    innere Kräfte und momente bezüglich kleiner Bereiche (Teile eines Korns) im GGW

    Abweicungen von diesem GGW->
    keine makroskopischen Maßänderungen
  325. Entsehungsursachen von Eigenspannungen - Unterteilung
    Werkstoffbedingt
    Fertigungsbedingt
    Beanspruchungsbedingt
  326. Ursachen für fertigungsbedingte Eigenspannungen (6) Urformen: Wärmeeigenspannungen

    Umformen: inhomogene Verformung, Verformungsanisotropie

    Fügen: Schweißeigenspannungen

    Trennen: Bearbeitungseigenspannungen

    Beschichten: Schichteigenspannungen

    Stoffeigenschaft ändern: Induktionshären, Einsatzhärten, Nitrieren
  327. Ursachen für werkstoffbedingte Eigenspannungen Mehrphasensysteme
    nichtmetallische Einschlüsse
    Gitterfehler
  328. Ursachen für beanspruchungsbedingte Eigenspannungen mechanisch: teilplastische Verformung von Kerbstäben oder in der Nähe von Einschlüssen

    thermisch: Wärmeeigenspannungen durch betriebsbedingte Temperaturfelder

    chemisch: H-Diffusion bei elektrochemischer Korrosion
  329. Überlagerung von Eigen- und Lastspannungen "
    gesamtspannung im system:
    "
  330. Auswirkungen von Eigenspannungen bei schwingender Belastung Eigenspannungen in schwingend beanspruchten Bauteilen können mit einer örtlischen Mittelspannung überlagert werden

    Druckeigenspannungen können in einer biegezugseitigen Randzone eines Biegebalkens die Zug-mittelspannung an der versagenskritischen Stelle vermindern oder die resultierende statische Spannung in den Druckbereich verschieben

    eine superposition von Lastmittelspannungen mit örtlichen Zugeigenspannungen verringert die dauerfest ertragbare Spannungsamplitude
  331. experimentelle Messverfahren zur Eigenspannungsbestimmung zerstörungsfrei (indirekt ohne Entspannung):
    Röntgendiffaktometrie, Ultraschall, Neutronendiffraktion

    teilzerstörend (teilweise Entspannung): Bohrlochmethode, Härtemessung

    zerstörend (Entspannung): Aufschneiden, Ausbohren
  332. zerstörungsfreie Messverfahren von Eigenspannungen - Methoden und deren physikalische Grundlage auf der sie basieren Messung der Abstände des Metallgitters durch Röntgen- oder Neutronendiffraktion

    Messung des Effekts von Eigenspannung auf bestimmte physikalische Eigenschaften der Werkstoffe (Ultraschall, magn. Methoden)
  333. Röntgenverfahren bei Eigenspannungen Reflektion der Röntengstrahlung in einem bestimmten Winkel
  334. Ultraschallverfahren bei Eigenspannungen Eigenspannungen beeinflussen die Schallgeschwindigkeit
  335. zerstörende Messverfahren zur Messung von Eigenspannungen - Prinzip Verformungsmessung mit zB DMS währen der Zerstörung des Bauteils und der Störung des inneren GGW
  336. Bohrlochverfahren bei Eigenspannungen - Vor- und Nachteile "Vorteile: 
    relativ einfache, genormte Mehtode
    lokale Messung mit relativ guter räumlicher Auflösung

    Nachteile:
    Messung nur an der Oberflache
    störende plastische Effekte bei hohen Eigenspannungen
    "
  337. Ringkernverfahren bei Messung von Eigenspannungen "mit speziellem Fräser wird kreisförmiger Einschnitt von bis zu 5mm eingefräst

    verbleibende Kreis verformt sich

    wenn möglich mit DMS-Rosette bestimmung von allen drei Spannungskomponenten

    "
  338. Ringkernverfahren - Vor- und Nachteile
    Vorteil:
    Eingriff geringer als beim Bohrlochverfahren
    praktisch vollständige Entspannung
    stufenweises Bohren zur Bestimmung des Spannungsgradienten in die Tiefe möglich

    Nachtiel:
    Bohrung und Messung aufwendig (Spezielwerkzeuge und Messmethode nötig)
  339. zusammenfassende Beurteilung der Messverfahren zur Eigenspannungsbestimmung fast alle Werkstücke weisen Eigenspannungen auf, die die Festigkeit sehr beeinflussen können

    mechanisch-elektrische Messverfahren einfach und in Praxis weit verbreitet

    zerstörungsfreie Verfahren sind sehr aufwändig und benötigen besondere Erfahrung bei der Interpretation

    Röntgenverfahren ist technisch ausgereift

    Ultraschall und magnetische Verfahren müssen noch weiterentwickelt werden
  340. Basis für rechnerische Verfahren zur Eigenspannungsmessung ""
  341. Festwalzen - Ziel plastische Verformung der Bauteiloberfläche in kritischen Spannungsbereichen mit dem Ziel Druckeigenspannungen einzubringen

    Festwalzkräfte bis 20kN
  342. Abminderung von Eigenspannungen thermische Verfahren

    gezielte mechanische Überlastung (recken/ziehen)

    kombinierte thermisch/mechanische Verfahren

    Einwirkung magnetischer Wechselfelder (bei ferromagnetischen Stoffen)

    Rütteln

    partielle Objektzerstörung
  343. Glühen im Hinblick auf Eigenspannungen Spannungsabbau durch Relaxation

    Abnahme der Festigkeitseigenschaften mit zunehmender Temperatur

    plastische Dehnung muss vom Werkstoff aufgenommen werden (Gefahr der Rissbildung)

    langsames Abkühlen/ Aufheizen ->
    wiederum Eigenspannungen durch Temperaturdifferenzen
  344. Reduzierung von Eigenspannungen durch gezielte mechanische Überlastung ""
  345. Eigenspannungen - Allgemein (in Bezug auf spröde/duktile Werkstoffe) können infolge mechanischer oder thermischer Beanspruchung entstehen - es sind auch Phasenumwandlungen des Gefüges zu beachten

    Eigenspannungen werden experimentell oder durch FEM bestimmt

    wirken sich besonders bei spröden Werkstoffen negativ auf Festigkeitsverhalten aus

    kann zu Sprödbruch bei niedrichen Nennspannungen führen wenn hohe Eigenspannungen vorliegen

    bei duktilen Werkstoffen kann ein mehrachsiger Eigenspannungszustand die Sprödbruchgefahr begünstigen

    können durch mechanische und thermische Verfahren abgebaut werden

  346. Eigenspannungen - Vor- und Nachteile Vorteile:
    -Druckeigenspannungen im versagenskritischen Bereich reduzieren Zugbeanspruchung
    -günsitge Überlagerung von örtlichen Druckeigenspannungen mit örtlichen Zuglastspannungen
    -Druckeigenspannungen können Spannungsrisskorrosion verhindern

    Nachteile:
    -hohe Zugeigenspannungen können zur Rissentstehung beitragen
    -ungünstige Eigenspannungen aus der Fertigung müssen evtl. durch Spannungsarmglühen enfernt werden
    -Eigenspannungen können zu Maßänderungen führen
  347. Einteilung der Gründe für Kerben Konstruktion
    Fertigung
    Werkstoff
    Betrieb
  348. fertigungsbedingte Kerben Riefen
    Rauhigkeit
    Ausführung von Schweißverbindungen
    Schleifrisse
    Härterisse
    Beschädigungen bei der Fertigung
  349. konstruktionsbedingte Kerben Zahnrad
    Passfeder
    Polygonwellenverbindung
  350. Werkstoffbedingte Kerben Poren beim Vergißen
    innere Risse und Trennstellen beim Schmieden
    Einschlüsse von Verunreinigungen
  351. betriebsbedingte Kerben Überbelastung oder Ermüdung

    Korrosion und Verschleiß

    innere Anrisse durch Wälzermüdung
  352. mehrachsiger Spannungszustand im runden Kerbstab ""
  353. Kerbformzahl Alpha_k - Definition Alpha_k = Sigma_max/Sigma_nk

    Alpha_k gibt an, um welchen Faktor die maximale Spannung im Kerbgrund über der Nennspannung im Kerbquerschnitt liegt

    Alpha_k ist nur im linear-elastischen Bereich definiert

    Alpha_k >
    = 1,0
  354. numerische Berechnung der Formzahl Alpha_k für einfache gekerbte Strukturen - Varianten Finite-Element-Methode: aufwendig

    Boundary-Element-Methode: einfach wenn nur die Oberfläche interessiert
  355. Ermittlung von Kerbformzahl alpha_k - Methoden numerische Berechnung

    experimentelle Ermittlung:
    -DMS
    -Spannungsoptik

    analytische Berechnung
  356. Festigkeit und Zähigkeit im Vergleich bei gekerbter und glatter Probe ""
  357. Neuber-Regel für Kerbformfaktor für elastisch-plastisches-Verhalten ""
  358. gekerbte vs glatte Probe - Zugversuch - statische Last ""
  359. gekerbter vs glatte Probe - Zugversuch - schwingende Beanspruchung ""
  360. Kennwerte einer Wöhlerlinie ""
  361. Phasen des Schädigungsablaufs anrissfreie Phase
    Rissbildungsphase->
    techn. Anriss
    stabile Rissausbreitung
    Bruch
  362. Anteil der Ermüdungsphasen an der Gesamtlebensdauer ist abhängig von... Werkstoff
    Werkstoffzustand
    Beanspruchung
    Bauteilgröße
    Bauteilform
  363. Mikrorissbildung - Merkmale Verformung in Gleitbändern

    Anrisse bei kleinen Beanspruchungsamplituden bevorzugt an Ermüdungsgleitbändern

    Anrisse bei großen Beanspruchungsamplituden häufig an den Korngrenzen

    Phase der Anrissbildung endet nach Definition mit dem technischen Anriss ca. 0,5mm und bei Inspektion sichtbar
  364. stabile Rissfortschreitungsphase - Merkmal Risswachstum mit jedem Schwingspiel bis zum erreichen eines kritischen Querschnitts
  365. Restgewaltbruch - Merkmal Überschreiten der Restfestigkeit des verbleibenden Querschnisst durch die wirkende Beanspruchung
  366. Rissfortschreitungsphasen - Grafik ""
  367. Ermittlung von Wöhlerlinien experimentelle Ermittlung:
    sehr aufwendig da jedes Bauteil unterschiedlich

    synthetische Wöhlerlinien:
    durch Berechnung und Abschätzung
  368. Dauerfestigkeit - kfz/krz krz-Werkstoffe:
    ertragen Dauerfestigkeitsamplitude beliebig oft
    bei sehr festen Werkstoffen können Brüche nach sehr hohen Schwingzahlen auftreten

    hexagonale und kfz-Werkstoffe:
    Spannungsamplitude nimmt kontinuierlich ab
    Definition der Dauerfestigkeit über eine sinnvolle Grenzschwingzahl
  369. Wöhlerlinientyp 1 - krz "
    Sigma_D beliebig oft ertragbar
    "
  370. Wöhlerlinentyp 2 - kfz "
    Sigma_D nimmt dauerhaft ab
    "
  371. Ermüdungsverhalten - doppelte Wöhlerlinen ""
  372. überelastische Beanspruchung 
    Spannungs-Dehnungs-Hysterese
    ""
  373. zyklische Spannungs-Dehnungs-Kurve (ZSDK) ""
  374. Memory-Verhalten ""
  375. Einflussparameter auf die Dauerfesigkeit Werkstoff und Festigkeit (Reinheitsgrad, Korngröße)
    Beanspruchungsart, auch Eigenspannungen
    Proben- und Bauteilgröße
    konstruktive Gestaltung (Kerbwirkung)
    Fertigung (Oberflächenzustand, -qualität)
    Temperatur
    Umgebung - Medium
    Mittelspannung
  376. Verhältinis von Wechselfestigkeit zu Zugfestigkeit - bW/zdW ""
  377. Stützwirkung resultiert aus der Vorstellung, dass eine gewisse Unterstützung von dem Umgebenden, weniger hoch beanspruchten Werkstoff ausgeht

    je größer der Spannungsgradient, desto größer die Stützwirkung

    abhängig von:
    Beanspruchungsart
    Geometrie (Form, Größe, Kerben)
  378. Kerbwirkung bei schwingender Beanspruchung ""
  379. Einfluss von Formzahl und Festigkeit auf ZDW Zugfestigkeit (größer) - Wechselfestigkeit bei K_t=1 steigt fast proportional

    K_t>
    =2,5 Einfluss von Rm auf Sigma_w wird kleiner

    Spannungsgradient im Kerbbereich nimmt mit zunehmender Formzahl ab
  380. "dynamsche Stützziffer 
    ist abhänig von...
    " bezogenem Spannungsgefälle im Kerbgrund und damit von: Kerbform
  381. Dauerfestigkeit in Abhängigkeit von der Oberflächenbearbeitung/Rautiefe ""
  382. Dauerfestigkeitsschaubild nach Haigh "
    Mittelspannungsempfindlichkeit nimmt mit zunehmender Zugfestigkeit Rm zu
    "
  383. vereinfachte Darstellung des Dauerfestigkeitssaubildes nach Haigh "


    "
  384. Dauerfestigkeitsschaubild nach Smith ""
  385. Smith und Haigh - Vorteile Vorteile Smith:
    -anschauliche Zuordnung von Spannungsamplitude und Mittelspannung
    -einfache waagerechte Abgrenzung der Oberspannung gegen fließen
    -Zug- und Druckschwellfestigkeit erscheinen direkt als Schwingbreiten

    Vorteile Haigh:
    -einfache Beschreibung der Grenzlinie
    -einfache Eintragung von Spannungsverhältnissen
  386. Erhöhung der Schwingfestigkeit (4) konstruktive Maßnahmen:
    werkstofftechnische Maßnahmen:
    fertigungtechn. Maßnahmen:
    betriebliche Maßnahmen:
  387. betriebsfeste Auslegung ist dadurch gekennzeichnet, dass: unterschiedliche Größe und Häufigkeit der Beanspruchungen wirklichkeitsnah angesetzt werden

    Konstruktion auf eine endliche Lebensdauer ausgelegt werden - die auf vorhergesehener Nutzungsdauer basiert

    über Sicherheitszahl mit Grenzwert der Ausfallwahrsch. verknüpft

    alle maßgeblichen Einflüsse berücksichtigt werden, die das Verhalten beieinflussen
  388. einparametrische Zählverfahren "Spitzenwertzählung:
    -Erfassung der momentanen Spitzenwerte als Einzelereignisse und Einteilung in Klassen
    -Summation der Spitzen in jeder Klasse ->
    Summenhäufigkeitskurve bzw. Beanspruchungskollektiv
    "
  389. Kennfunktion der Beanspruchbarkeit bei schwingender Belastung mit zugehörigen Beanspruchungs-Zeit-Funktionen ""
  390. Zwecke der Betriebsfestigkeitsversuche (4) experimenteller Lebendsauernachweis für Bauteile

    Erstellen von Berechnungsunterlagen

    Überprüfen von Schadensakkumulationshypothesen und Korrektur von Verfahren zur Lebensdauerabschätzung

    Bewertung von Einflussgrößen

  391. überelastische Bauteilbeanspruchung - Grundlagen - Vorraussetzung Vorraussetzung: 

    duktiler Werkstoff

    es müssen Tragreserven vorhanden sein (inhomogene Spannungsverteilung)

    bei überelastischer Beanspruchung ist der Spannungsverlauf und das -niveau Werkstoffabhängig

    bei teilplastischer Auslegung müssen Verformungen zulässig sein
  392. Werkstofffließkurve - Definition, wofür notwendig, wie ermittelt? Spannungs-Dehnungs-Beziehung für ein Werkstoffvolumen unter einachsiger Beanspruchung

    zur Ananlyse des Überelastischen Verhaltens notwendig

    im Zugversuch an glatten Proben ermittelt (selten im Biege- oder Torsionsversuch)
  393. Werkstofffließkurven - Graphen bei untersch. Werkstoffverhalten ""
  394. Ramberg-Osgood "zerlegung des elastischen und plastischen Anteils von Anfang an
    "
  395. "plastische Stützziffer 
    " "

    hängt von der zulässigen maximalen Gesamtdehnung ab

    hängt von Bauteilfließkurve ab

    "
  396. Bruchmechanik - Einführung
    - Wann tritt es auf? / 
    Was muss vorausgesetzt werden?
    - Mit was befasst sie sich?
    - Was lässt sich mit ihrer Hilfe beschreiben?
    Versagen durch Rissfortschritt tritt schon deutlich unter der Dehngrenze auf

    Bruchmechanik befasst sich mit Rissausbreitung

    nicht fortschreitender Riss heisst stationär

    homogenes Materialverhalten muss vorausgesetzt werden können

    ermöglicht quantitative Beschreibung einer Werkstoffschädigung durch Rissbildung und Rissausbreitung

    Auslegung aufgrund Betrachtung des Risswachstums
  397. Stadien des Bruchvorgangs Rissbildung

    Risswachstum
    -bei statischer Beanspruchung
    -bei zyklischer Beanspruchung

    instabil:
    -Rissauffang
    -Versagen durch Sprödbruch/Zähbruch/plastischen Kollaps

    stabil:
    -Rissstop
  398. Werkstoffkonzepte der Bruchmechanik - Wann wird welches Konzept angewendet? linear-elastische Bruchmechanik (LEBM):
    wenn plastische Zone vor Rissspitze klein gegenüber Rissänge und Bauteilabmessungen ist

    linear-elastische Bruchmechanik mit Kleinbereichsfließen:
    wenn es vor Rissspitze in einem begrenztem Bereich zur plastischen Verformung kommt

    elastisch-plastische Bruchmechanik oder Fließbruchmechanik (EPBM):
    anwendbar wenn die Voraussetzungen zur Anwendung der LEBM nicht gewährleistet sind. beinhaltet als Grenzfall die LEBM
  399. Rissöffnungsarten/Rissöffnungsmodi "
    in der Praxis häufig Überlagerung der Modi ->
    Mixed Mode Belastung
    "
  400. Risstypen - An einem Bauteil "
    "
  401. Versagenskriterium der LEBM auftretende Beanspruchung >
    = kritischer Werkstoffkennwert (Beanspruchbarkeit)

    Beanspruchungskenngröße >
  402. Kritischer Spannungsintensitätsfaktor K_Ic (bei welchen Werkstoffen ist dieser Wert wichtig?) "Bruchzähigkeit

    bei sprödem Werkstoffverhalten maßgebende Werkstoffkenngröße

    charakterisiert den Werkstoffwiderstand gegen instabile Risserweiterung (Bruch)

    Einheit in MPa*sqrt(m) oder N/mm^(3/2)
    "
  403. Werkstoffverhalten bei Rissfortschritt - konstanter Risswiederstand "unter konstanter Risszähigkeit wird sich der Riss beim erreichen der kritischen Spannung ausbreiten

    ein unter Spannungsabfall stattfindender Rissfortschritt wird als instabil bezeichnet
    "
  404. Werkstoffverhalten bei Rissfortschriss - R-Kurvenverhalten "bei vielen Werkstoffen nimmt der Risswiderstand K_R mit steigendem Rissfortschritt zu

    dies wird in einer Risswiderstandkurve deutlich (R-Kurve)

    Rissfortschritt setzt bei erreichen von Sigma_c ein, kann aber zunächst nur bei steigender Spannung aufrecht erhalten werden

    instabil wird der Riss erst dann, wenn bei Rissverlängerung die Spannung nicht mehr zunimmt
    "
  405. EPBM - Rissmodell nach Dugdale "
    ausserhalb der Risslänge 2a ist das Werkstoffverhalten elastisch

    innerhalb der Endbereiche wirkt eine homogene Fließspannung auf den Werkstoff

    Rissöffnungsverschiebung rho ist abhängig von Bauteil- und Rissgeometrie sowie der Beanspruchung
    "
  406. EPBM - J-Integral-Konzept "J-Integral misst die Energiefreisetzungsrate, d.h. die Änderung der elastisch gespeicherten Energie bei Rissfortschritt

    der Wert des J-Integrals ist unabhängig vom Integrationsweg um die Rissspitze

    ist abhängig von Bautil- und Rissgeometrie und Beanspruchung
    "
  407. Probenformen zur Ermittlung bruchmechanischer Werkstoffkennwerte "
    "
  408. Ermüdungsrisswachstum - Enstehung von Schwingstreifen ""
  409. Werkstoffgruppen für den Hochtemperatureinsatz ""
  410. thermisch aktivierte Gefügevorgänge thermische Anregung der Atome bewirkt Platzwechsel der Atome

    Geschwindigkeit ist abhänig von Gitterparameter und Temperatur

    Versetzungen können sich auch bei niedrigen mechanischen Spannungen durch atomaren Platzwechsel im Gitter bewegen

    bei Hochtemperaturbeanspruchungen laufen immer Gefügereaktionen ab, die zeit- und temperaturabhängig die Werkstoffeigenschaften ändern (Festigkeitseigenschaften/ Verformungseigenschaften/ Schädigungszustand)
  411. thermisch aktivierte Gefügevorgänge - Diffusionsmechanismen ""
  412. Versetzungskriechen bei hohen Temperaturen "durch Leerstellentransport bei hohen Temperaturen können Versetzungen Hindernissen ausweichen, indem sie Leerstellen anlagert oder aussendet

    Versetzung kann Gleitebene verlassen (klettern)

    "
  413. Diffusionskriechen "Leerstellentransport allein kann bereits zu einer Verformung fürhen, ohne dass hierzu Versetzungsbewegungen nötig wären

    Korngrenzen treten anstelle der Versetzungen als Quellen und Senken für Leerstellen ein

    "
  414. Korngrenzengleiten "Korngrenzen gleichen durch Gleiten diffusionsbedingte Kompatibilitätsfehler aus

    "
  415. Übergangstemperatur - Definition Werkstoffabhängig und beträgt ca. 30-40% der Schmelztemp. (in KELVIN!!)

    oberhalb der Ütemp sind Werkstoffkennwerte zeitabhängig

    Kriechen tritt oberhalb der Ütemp ein - Grund: thermisch aktivierte Gefügevorgänge (Diffusionskriechen/Versetzungskriechen/Korngrnzengleiten)
  416. Hochtemperatureinsatz die Bauteiltemperatur liegt überhalb der Übergangstemperatur des Werkstoffs

    Kenntnis von langzeitigem Werkstoffverhalten ist nötig

    Zeitabhängige plastische Verformungen treten auf ->
    Kriechschädigung/Kriechrissschädigung

    Schäden an Hochtempbauteilen sind im allgemeinen mit hohen Gefahrenpotential und Kosten verbunden
  417. plastische Verformungen im Polykristall ""
  418. Beschreibung des Kriechverhaltens - Methoden Norton´sches Kriechgesetz:

    phänomenologische Kriechgleichungen:
    -beschreiben die Kriechkurven mit Spannungs-, Temp.-, und Zeitfunktionen
    -enthalten über 20 Parameter ->
    sehr aufwendig
    -geben gemessene Kriechkurve gut wieder

    konstitutive Gleichungen:
    -allgemeinste Beschreibung von Verformung und Schädigung
    -aufwendige DGLen
    -können komplexe Beanspruchungen berechnen
  419. Ni-Basis-Legierungen - Vor- und Nachteile Vorteile:
    -wegen kfz bis Ts keine Zugabe von stabilisierenden Elementen
    -hohe Cr- und Al-gehalte möglich für Korrosionsschutz
    -Festigkeitssteigerung durch Teilchenhärtung möglich
    -hoher E-modul
    -bis 1000°c
    -Anwendung(Turbinenschaufeln, Ofenrohre, Rotoren, Wellen)

    Nachteile:
    -Niedrige Schmelztemperatur->
    Einsatz bis max. 1150°C
    -geringe Temperaturleitfähigkeit
    -hohe Dichte
    -keine massieven Bauteile(verguss in Vakuum, schlechte Durchschallbarkeit, hohe Umformkräfte)
    -niedrige Streckgrenze
    -Kontraktion
    -schlechte Zerspanungseigenschaften
    -hohe Kosten
  420. Sicherheitsfaktor - Definition Unsicherheiten und Streuungen der Beanspruchung und der Beanspruchbarkeit erfordern Sicherheitsfaktoren, die ein vertretbares Schadensrisiko einschließen

    ist ein Erfahrungswert

    kann in Normen nachgeschlagen werden
  421. Quantifizierung von Sicherheitsfaktoren und Zulässigkeitsbewertung determinsiteische Analyse mit streuenden bzw. ungenauen Eigabegrößen
    -Abschätzung der Ungenauigkeiten der Eigabedaten
    -Variation des Ergebnisses infolge der variation einzelner Eingabedaten

    statistische Analyse auf der basis zulässiger Versagenswahscheinlichkeiten
    -Bestimmung des Gesamtsicherheitsfaktors unter Verwendung partieller Sicherheitsfaktoren für einzelne Eigabedaten

    Zulässigkeitsbewertung auf der Basis von
    -Sicherheitsfaktoren
    -Schadensbewertung (Sicherheitsklasse des Bauteils)
    -Kosten durch Verschärfung des Zulässigkeitskriteriums
  422. Sicherheitsnachweis bei statischer Beanspruchung es gilt S_B >
    S_F

    zu berücksichtigende Sekundärspannungen nur ungenau erfassbar

    Spannungsspitzen werden bei spröden Werkstoffen nicht abgebaut

    Bruch erfolgt spontan ->
  423. Festigkeitsnachweise - Arten FKM-richtlinie: rechnerischer/bruchmechanischer Festigkeitsnachweis für Maschinenbauteile

    VDEh: Leitfaden für Betriebsfrestigkeitsrechnung

    ........usw.
  424. 2 Phasen Diagramm ""
  425. Fe-C-Diagramm ""
  426. Konzept der Lebensdauerbestimmung ""
  427. experimentelle Ermittlung der Kerbzahl Alpha_k ""
  428. Schwingfestigkeit - Beanspruchungsfälle ""
  429. normierte Wöhlerlinien basiert auf der zusammenfassenden Auswertung der im Schrifttum verfügbaren Schwingfesigkeitswerte für ähnliche oder gleichartige Werkstoffe bzw. Bauteile

    ermöglicht verallgemeinerungsfähige Beschreibung von Wöhlerlinien mit statistischer Absicherung


  430. zyklisches Verformungsverhalten ""
  431. Spannungsgradient - mathematischer Term "x/b = beschreibt den Spannungsgradienten aus Beanspruchungsart (entfällt bei Zugbeanspruchung)

    y/r = berücksichtigt den inhomogenen Spannungsverlauf durch Kerbe

    "
  432. Dauerfestigkeit - Umgebungseinflüsse ""
  433. Auslegungsmethoden für Hochtemperaturbauteile einfache Abschätzung aus Designkurven

    klassische rechnerische Schadensakkumulation

    Kriechgleichungen
  434. Beanspruchungsarten - Welche Faktoren können auf ein Bauteil einwirken und deren Unterteilung mechanisch:
    -schlagartig, kurzzeitig, langzeitig
    -einmalig, periodisch(schwellend oder wechselnd)
    -reibend

    thermisch, strahlungsbedingt:
    -Teilchen, Welle

    komplexe beanspruchung:
    -Temperatur
    -mechanische Kräfte
    -Umgebungsmedium
    -...

    (elektro-)chemisch
  435. Erhöhung der Schwingfestigkeit - konstruktive Maßnahmen
    -Minimierung alpha_k
    -Formgebung
    -Entlastungskerben
  436. Erhöhung der Schwingfestigkeit - 
    werkstofftechnische Maßnahmen: -Reinheitsgradverbesserung
  437. Erhöhung der Schwingfestigkeit - 
    fertigungtechn. Maßnahmen
    -Rauhtiefe verringern
    -Druckeigenspannungen einbringen
    -Randschichtfestigkeit erhöhen
    -Zugeigenspannungen vermeiden
  438. Erhöhung der Schwingfestigkeit -&nbsp
    • betriebliche Maßnahmen
    • -Verringerung der Beanspruchung
    • -Vermeiden von Korrosion

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