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Betriebsfestigkeit/Schadensanalyse (Subject) / 2. Kapitel: Brüche (Lesson)
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- 1. Wie begründen Sie die Unterschiede in der theoretischen und realen Festigkeit eines Einkristalls? Theoretisch: Perfektes Fehlerfreies Kristallwachstum Praktisch: Gitterfehler und Versetzungen aller Art
- 2. Was verstehen Sie unter einem Gleitsystem? Gleitebene * Gleitrichtung => Gleitsystem (An diesen finden Verschiebungen/Gleiten statt)
- 3. Welche Ebenen werden in der Regel als Gleitebenen aktiviert? Die mit der höchsten Packungsdichte => Geringste „Verzahnung“ => Am leichtersten verschiebbar
- 4. Wie viele Gleitsysteme hat die KRZ-Elementarzelle? 12 Gleitsysteme
- 5. Zeichnen Sie eine Gleitebene in einer KRZ-Elementarzelle. Raumzentriert hat 6 Ansichten
- 6. Wie viele Gleitsysteme hat die KFZ-Elementarzelle? 12 Gleitsysteme
- 7. Zeichnen Sie eine Gleitebene in einer KFZ-Elementarzelle. Hat 4 Ansichten
- 8. Worauf beruht die plastische Verformung? Entstehung und Wandern von Versetzungen.
- 9. Was ist das große Problem eines Versetzungsaufstaus? Spannungskonzentration an der Spitze des Versetzungsaufstaus. => Anrissbildung
- 10. Wie kann eine Spaltung im Kopf eines Versetzungsaufstaus vermieden werden? Wandern von Versetzungen(Gleiten) reduziert die Spannungen und der Anriss stirbt ab. (meist bei KFZ Gitter und duktile Stähle)
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- 11. Nennen Sie eine Stahlgruppe, die zum Gleiten und eine Stahlgruppe, die zum Spalten führt? Spalten: Gusseisen oder sehr hochfeste Stähle (Spröde) Gleiten: Duktile Stähle wie Baustahl, Austenitische Stähle (KFZ)
- 12. Nennen Sie drei Parameter, die vornehmlich einen Sprödbruch begünstigen. 1. Niedrige Temperaturen 2. Schlag/Stoßartige Beanspruchung 3. Kerben => Mehrachsiger Spannungszustand
- 13. Welches Kristallgitter zeigt eine höhere Zähigkeit, das KRZ-Gitter oder das KFZ-Gitter? Begründen Sie Ihre Antwort. KFZ Gitter ist leichter verformbar, da es eine höhere PD aufweist und folglich eine geringere Verzahnung. Leicht Verformbar + Gleiten => Duktil.
- 14. Durch welche Maßnahme lassen sich Festigkeit und Zähigkeit gleichzeitig steigern? Verfeinern des Korns. Z.B. Feinkornstahl.
- 15. Nennen Sie drei Möglichkeiten, wie ein mehrachsiger Spannungszustand in einem Bauteil entstehen kann. Kerbe im Kerbgrund (1 Möglichkeit reicht aus, nur Kerbe wichtig)
- 16. Erklären Sie, warum dicke Bauteile hinsichtlich Sprödbruch gefährdeter sind als dünne Bauteile. Bei sehr dünnen Bauteilen wird eine Spannungsrichtung sehr klein, dadurch nähert sich der 3 Achsige Spannungszustand (der für den Sprödbruch mitverantwortlich ist) dem 2 Achsigen sehr stark an. Kurz: Dicke Bauteile => 3 Achsiger Spannungszustand Dünne Bauteile => Näherungsweise nur 2 Achsig, 1 Achse sehr schwach.
- 17. Wo liegt der Unterschied zwischen Kerbschlagarbeit und Kerbschlagzähigkeit? Kerbschlagarbeit: Wie viel Energie wurde dem Hammer beim Durschlag der Probe entzogen. Kerbschlagzähigkeit: Wie viel Energie pro Bruchfläche wurde benötigt (Joul pro cm²)
- 18. Welche Kerbschlagbiegeproben sind zu unterscheiden und wo liegt deren Unterschied? IZOD: Probe einseitig eingespannt, Kerbe auf Seite des Einschlags Charpy: Probe beidseitig eingelegt, Kerbe auf Gegenseite
- 19. Welche Hauptaussage lässt der Kerbschlagbiegeversuch zu? Wie duktil ein Werkstoff ist und daraus folgend, welches Bruchverhalten er hat. (Verformungsbruch oder Sprödbruch)
- 20. Zeichnen Sie eine ak-T-Kurve für einen martensitischen, einen austenitischen und einen C-Stahl. Grafik
- 21. Stellen Sie bitte den Einfluss der Korngröße auf die Übergangstemperatur graphisch dar. Grafik
- 22. Stellen Sie bitte den Einfluss des Kohlenstoffgehaltes auf die ak-T-Kurven graphisch dar. Grafik
- 23. Worauf ist bei der Probenentnahme für die Kerbschlagbiegeproben zu achten? Aus welcher Stelle des Bauteils entnehme ich diese? Kern/Randschicht? (Eigenspannungen, Wärmebehandlungen, etc.)
- 24. Wie wird ein duktiler Bruch bezeichnet und erklären Sie, auf welchen werkstoffkundlichen Mechanismen diese Bezeichnung beruht. Verformungsbruch. (Duktilität = Verformbarkeit). Mechanismus ist das Gleiten welches über Wandern von Versetzungen, zu plastischer Verformung führt, erst nach der Verformung beginnt der Riss und zerstört das Bauteil vollkommen.
- 25. Welche (zwei) Arten von Sprödbrüchen kennen Sie (bitte graphisch darstellen) und wovon hängt es ab, welche Art von Sprödbruch entsteht? Nachschauen!
- 26. Was sind in der Regel Ausgangspunkte für einen Dauerbruch und nennen Sie Beispiele dafür? Spannungserhöhungen durch Kerben. (Aber auch Zugspannungen oder Materialfehler)
- 27. Von wo gehen Dauerbrüche in der Regel aus? Kerben, Spannungsgefälle, Fehler im Material
- 28. Zeichnen Sie einen typischen Dauerbruch und beschriften Sie ihn vollständig. 29. Zeichnen Sie die makroskopische Rissausbreitungsrichtung eines Dauerbruches. Grafik
- 30. Wie entstehen die Schwingstreifen? Mikroskopische Veränderungen/Risse des Gefüges durch Schwingbelastung. Durch das Gleiten setzt sich der Riss langsam fort, aber kein durchreißen.
- 31. Was lässt sich anhand der Schwingstreifen abschätzen? Wie weit die Ermüdung im Werkstoff schon fortgeschritten ist bzw. wann der Bruch zu erwarten ist.