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Werkstoffkunde 2 (Subject) / Eisenbasiswerkstoffe (Lesson)

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• Nennen Sie vier chemische Elemente, durch deren hinreichende Zugabe das Austenitgebiet eines Stahls verkleinert werden kann. Cr, Al, Ti, Ta, Si, Mo, V
• Welchen Kohlenstoffgehalt (in Masse-%) hat die Eisen-Kohlenstoff-Legierung mit der tiefsten Schmelztemperatur (bei metastabiler Erstarrung)? 4,3%
• Was versteht man unter Stahlberuhigung (bzw. unter einem beruhigt vergossenen Stahl)? Absenken des Anteils an gelöstem Sauerstoff (zb. Abbinden durch Al)
• Geben Sie die Bedeutung der Zahl 45 in der Werkstoffbezeichnung C45E an. 0,45 Masse-% C
• Welche Maßnahmen müssen getroffen werden, wenn ein Stahl geschweißt werden soll, der ein Kohlenstoffäquivalent von größer als 0,55 aufweist? Vorwärmen Nachbehandeln (Spannungsarmglühen)
• Welcher (genormte) Versuch dient zur Prüfung der Härtbarkeit von Stählen? Stirnabschreckversuch (Jonimy-Versuch)
• Welche Gebrauchseigenschaften sind bei Werkzeugstählen besonders gut ausgeprägt? Verschleißbestädnigkeit Temperaturbeständigkeit (Härte, Festigkeit, Oxidationsbeständigkeit)
• Nennen Sie die charakteristischen Gefügebestandteile eines Dualphasenstahls. Ferrit + Martensit Martensit inselförmig in ferritscher Matrix
• Welcher Verformungsmechanismus ermöglicht das ausgezeichnete Verformungsvermögen von TRIP-Stählen? dehnungsinduzierte Austenit-zu-Martensit-Umwandlung
• Betrachtet werde ein Schnellarbeitsstahl mit 2% Vanadium, 6% Wolfram, 5% Molybdän und 4% Kobalt. - Nennen Sie die vollständige Kurzbeschreibung dieses Werkstoffs. - Welche (primären) Auswirkungen haben die genannten Legierungselemente auf das Gefüge des Werkstoffs? HS 6-5-2-4 Bildung von Karbiden, die Härter sind als Fe3C
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• Warum können ferritische Chromstähle nicht normalgeglüht werden? keine Phasenumwandlung keine Austenitisieren möglich kein Austenitgebiet vorhanden
• Was versteht man unter dem Vergüten von Stählen? Härten + Anlassen (Austenitisieren + Abschrecken + Anlassen)
• Wie hoch muss der Sättigungsgrad von Gusseisen mindestens sein, damit sichergestellt ist, dass es unabhängig von der Abkühlungsgeschwindigkeit immer stabil erstarren wird? SC > 1
• Das Greiner-Klingenstein-Diagramm erlaubt Aussagen über die Gefügeausbildung in Gusseisen. Welche Größen sind an den Achsen des Diagramms gegeneinander aufgetragen? Wanddicke des Bauteils Summengehalt an Kohlenstoff und Silizium (in Masse-%)
• Weißer Temperguss weist einen (räumlichen) Gefügegradienten auf. Welche Gefügebestandteile treten in den jeweiligen Bauteilbereichen auf? Nennen Sie jeweils die Fachbegriffe. Kernzone : Perlit + Temperkohle Übergangsbereich: Perlit + Ferrit Randschicht: Ferrit
• Nennen Sie zwei chemische Elemente, die eine kugelförmige Ausbildung des Graphits im Sphäroguss bewirken. Mg, Ca, Ce
• Welcher Eisengusswerkstoff erlaubt die Erzeugung einer harten Randschicht beim Abkühlen der Schmelze nach dem Gießen? Hartguss, Schalenhartguss
• Betrachtet werden die folgenden Gusswerkstoffe: GS, GJMB, GJN und GJS. Geben Sie zur jeweiligen Bezeichnung den Fachbegriff für den Werkstoff an. GS: Stahlguss GJMB: schwarzer Temperguss GJMW: weißer Temperguss GJS: Sphäroguss
• Betrachtet werden die folgenden Gusswerkstoffe: GS, GJMB, GJN und GJS. Welche/r dieser Gusswerkstoffe erstarren (erstarrt) immer stabil? GJS
• Betrachtet werden die folgenden Gusserkstoffe: GS, GJMB, GJN und GJS. Bei welchem (welchen) dieser Gusswerkstoffe erfolgt nach dem Gießen immer eine Wärmebehandlung? GJMB, GJMW
• Welche beiden Parameter werden beim Jominy-Versuch ermittelt (Einheit und Größe) ? Einhärtbarkeit [mm] Aufhärbarkeit [HV]
• Nennen Sie zwei Sauerstoffblasverfahren. Sauerstoffaufblasverfahren Sauerstoffdurchblasverfahren
• Wofür steht das Symbol E in C45E? Vergütungsstahl mit besonders kleinem Gehalt an Schwefel (< 0,025%) und Phosphor (< 0,035%)
• In welchem Bereich liegt der C-Gehalt bei Werkzeugstahl? 0,4 - 2,0 Masse-% C
• Wie hängt die Schweißbarkeit vom Kohlensstoffgehalt ab? schlechter schweißbar mit höherem Kohlenstoffgehalt Cäq > 0,55 schwer schweißgeeignet Cäq = 1*C + 1/6*(Mn+Mo) + 1/5*Cr
• Welcher Kennwert soll bei Federstahl groß sein? Hohe Streckgrenze (> 1000MPa)
• In welchem Phasengebiet wird Ferrit- und Perlitgefüge geglüht, damit sich Ferrit und Martensit bilden? Ferrit + Austenit
• Um welchen Stahl handelt es sich bei HS 6-5-2-4 und welche Legierungselemente sind in welcher Menge enthalten? Schnellarbeitsstahl 6% W, 5% Mo, 2% V, 4% Co
• Welche Auswirkung haben Karbidbildner auf Perlitnase im ZTU Diagramm? unbekannt
• Wie hoch darf der Sättigungsgrad von Kohlenstoff maximal sein, damit das Gefüge noch metastabil erstarrt? Sc < 0,6 Sc = C / (4,3 - 0,3*(Si+P) + 0,03 Mn)
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• Sortieren Sie die Werkstoffe C45E, C30, 49MnCr5 nach ihrer Härte. unbekannt
• Nennen Sie eine Gusseisensorte, die mit geeigneter Behandlung schweißbar gemacht werden kann. GJV, GJS, GJL
• Benennen Sie GJV, GJS und GJL und ordnen Sie sie der Härte nach. Gusseisen mit Kugelgraphit Gusseisen mit Vermiculargraphit Gusseisen mit Lamellengraphit
• Warum kann XCr14 nicht austenitisch werden? Warum nimmt die Streckgrenze bei 500°C mit zunehmender Einsatzdauer ab? Cr stabilisiert die alpha-Phase Entmischung von Fe und Cr bei 400-550°C -> chromarme und -reiche Bereich -> chromreiche Bereiche sind Spröde (Sigma-Phase, 475°C-Versprödung)
• Warum dürfen 13%-Chromstähle nur einen geringen Kohlensotffgehalt aufweisen, um nicht zu korrodieren? unbekannt
• Im kontinuierlichen ZTU-Diagram können die obere (oder kritische) und die untere Abkühlgeschwindigkeit abgelesen werden. Wie sind diese Abkühlgeschwindigkeiten definiert und zwischen welchen nächsten Nachbarkurven liegen sie jeweils? Obere kritische Abkühlgeschwindigkeit: kleinste Abkühlgeschwindigkeit, bei der noch voll martensitisches Gefüge entsteht (Kurve links vom Bainit-Feld). Kurve mit 780 HV Untere kritische Abkühlgeschwindigkeit: kleinste Abkühlgeschwindigkeit, bei der noch Martensit im Gefüge entsteht (Kurve schneidet die MS-Linie möglichst weit rechts). Kurve mit 660 HV
• Weshalb werden bei der Stahlherstellung besondere Maßnahmen zur Absenkung des Anteils an gelöstem Sauerstoff getroffen? Sauerstoff bildet mit Kohlenstoff Poren und Blasen im Gefüge Absenkung des gelösten Sauerstoffs zur Vermeidung dieser Poren
• Wie bezeichnet mann eine Eisen-Kohlenstoff-Legierung mit einem Kohlenstoffgehalt im Bereich 2,06 < C < 4,43 Masse-% ? Nennen sie die charakteristischen Gefügebestandteile, die in dieser Legierung bei metastabiler Erstarrung (und genügend langsamer Abkühlung) bei Raumtemperatur vorliegen. Gusseisen: C > 2,06% Sekundärzementit, Perlit, Ledeburit
• Nennen Sie die vollständige Kurzbezeichnung eines Stahls mit folgenden Legierungsbestandteilen: 0,41% Kolhenstoff, 1,7% Chrom, 1% Aluminium, geringe Mengen an Molybdän (< 5%). Klassifizieren sie den Werkstoff nach Legierungsgehalt. Summe der Legierungselemente überschreitet nicht 5 Masse-% -> Niedriglegierter Stahl 41CrAlMo17-10
• Nennen Sie die vollständige Kurzbezeichnung eines Stahls mit folgenden Legierungsbestandteilen: 0,45% Kohlenstoff, 0,35% Silizium, 0,8% Mangan, 0,3% Chrom, 0,4% Nickel. Klassifizieren sie den Werkstoff nach Legierungsgehalt geringe Menge an Legierungslementen (bestimmte Grenzwerte): unlegierter Stahl C45
• Nennen Sie die vollständige Kurzbezeichnung eines Stahls mit folgenden Legierungsbestandteilen: 0,06% Kohlenstoff, 17% Chrom, 12% Nickel, 2% Molybdän, geringe Mengen an Titan. Klassifizieren sie den Werkstoff nach Legierungsgehalt Massengehalt mindestens eines Legierungselements > 5%: hochlegierter Stahl X6CrNiMoTi17-12-2
• Nennen Sie die Multiplikationsfaktoren bei der Bezeichnung niedriglegierter Stähle. x1000: B x100: P, S, N, Ce, C (Mit 100 PS nach Celle) x10: Al, Cu, Mo, Ti, V, Be, Ta, Zr, Pb, Nb x4: Mn, Si, Ni, W, Cr, Co (MaN SIeht Nie 4 Weiße CRoCodile)
• Welche Gebrauchseigenschaft lässt sich durch das Kohlenstoffäquivalent bewerten? Schweißeignung
• Welche Legierungselemente spielen (neben Kohlenstoff) in Schnellarbeitsstählen die entscheidende Rolle? Welche davon sind keine Karbidbildner? Cr, Mo, Ti, V, W, Co, Ta, Nb Co ist keine Karbidbildner
• Nennen Sie zwei Eisenwerkstoffe, welche in der Regel deutlich ausgeprägte (räumliche) Gefügegradienten aufweisen. Welche Gefügebestandteile treten in den jeweiligen Bauteilbereichen auf? Nennen Sie die Fachbegriffe. GJMW Kernzone: Perlit + Temperkohle Randschicht: Ferrit GJN Kernzone: Graphit +  Ferrit-Perlit-Matrix Randschicht: Ledeburit + Perlit
• Nennen Sie zwei chemische Elemente die eine kugelförmige Ausbildung des Graphits im Sphäroguss bewirken. Mg, Ca, Ce
• Welche Aussagen über Eisengusswerkstoffe lassen sich aus dem Greiner-Klingenstein- Diagramm entnehmen? Welche Größen sind an den Achsen des Diagramms gegeneinander aufgetragen? Gefügebestandteile in Abhängigkeit der Wanddicke Horizontale Achse: Wanddicke Vertikale Achse: C+Si-Gehalt
• In welchem Bereich muss der Sättigungsgrad von Gusseisen liegen, damit sich die Gefügeausbildung durch die Abkühlgeschwindigkeit bzw. durch eine nachfolgende Wärmebehandlung steuern lässt? 0,6 < SC < 1
• Nennen Sie vier chemische Elemente durch deren hinreichende Zugabe das Autenitgebiet eines Stahls vergrößert werden kann. Ni, C, Co, Mn
• Das Schäffler-Diagramm dient dazu, den Gefügezustand, der sich nach dem Schweißen bei Luftkühlung bildet, abzuschätzen. Auf welche Stahlsorten nimmt das Schäffler-Diagramm bezug? Fe-Cr-Ni-Legierungen bzw. hochlegierte Stähle

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