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Werkstoffkunde 2 (Subject) / Eisenbasiswerkstoffe (Lesson)
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- Warum neigen ferritische Stähle stärker zur Grobkornbildung als austenitische Stähle? Begründen Sie Stichpunktartig. unbekannt
- Warum sind austenitische Stähle (im gegensatz zu ferritischen Stählen) besonders Heißrissgefährdet? Begründen Sie stichpunktartig. Das Lösungsvermögen des Austenits für Schwefel, Phosphor und Kohlenstoff ist deutlich geringer als das der ferritischen Stähle. Seigerung der Restschmelze mit nichtmetallischen Stoffen verringert die Erstarrungstemperatur Langes Verbleiben der flüssigen Phase zwischen den bereits erstarrten Dendriten und die Spannungen durch das Schweißen reißen die Schmelze auseinander
- In ferritischen Chromstählen kann es zu einer Entmischung des Ferrits in eine Cr-reiche (alpha'-) und eine Cr-arme (alpha-) Phase kommen. Welche Auswirkungen hat dies auf die mechanischen Eigenschaften und die Korrosionsbeständigkeit des Werkstoffs bei Raumtemperatur. Begründen Sie stichpunktartig. Cr als Element selbst spröde -> Cr reiche Phasen spröde -> Versprödung Cr-arme Phase (<12% Cr) nicht mehr Korrosionbeständig -> interkristalline Korrosion
- Begründen Sie stichpunktartig warum polykristallines Magnesium mit regelloser Kristallorientierung bei Raumtemperatur schlecht umformbar ist. hexagonal gepackte Gitterstruktur mit weniger als 5 unabhängigen Gleitbenenfamilien (von Mises Kriterium)
- Bei welcher Temperatur erstarrt eine eutektische Legierung aus Eisen und Kohlenstoff (metastabiles System)? 723°C
- Nennen Sie die charakteristischen Gefügebestandteile eines (niedriglegierten) TRIP-Stahls. Ferrit karbidfreies Bainit Restaustenit
- Ordnen Sie die Gusswerkstoffe GJV, GJS, GJL nach ihren Dämpfungseigenschaften. GJL GJV GJS
- Geben Sie eine Ebenenfamilie an, in der sich bei Magnesium Zwillinge bilden. {1 0 -1 2}
- Geben Sie die (Ausscheidungs-)Phasen an, die sich beim Ausscheidungshärten eine Al-Cu-Legierung mit einem Kupferanteil von 4 Masse-% bilden können. Nennen Sie nur die Fachbegriffe. Geben Sie jeweils an, ob diese Phasen kohärent, teilkohärent oder inkohärent zum Kristallgitter der Aluminiummatrix sind. Guinier-Preston-Zone (GP I): kohärent Guinier-Preston-Zone (GP II, θ''-Phase): kohärent Nichtgleichgewichtsphase θ': teilweise kohärent (Gleichgewichtsphase Θ: vollständig inkohärent)
- Welche Ausscheidungsphasen bilden sich in einer Al-Cu-Legierung (mit einem Kupferanteil von 4 Masse-%) bei langsamer Abkühlung aus einem Einphasengebiet? Wo bilden sich diese Ausscheidungen? α-Phase + Θ-Phase (Al2Cu)
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- Erklären Sie den Mechanismus, der zu einer Festigkeitssteigerung einer Al-Cu-Legierung nach Ausscheidung einer theta'-Phase führt. Die an den kohärenten Grenzflächen auftretenden elastischen Verspannungen führen in Verbindung mit einem kritischen Dispersionsgrad der Zonen zu außerordentlichen Härtesteigerungen. Diese Härteerhöhung durch Bildung kohärenter Ausscheidungen wird Kaltaushärtung (bis ca. 150°C Auslagerungstemperatur) genannt.
- Was versteht man unter Überalterung? Nach einer gewissen Zeit bilden sich bei der Warmaushärtung die θ’-Phase (nur teilkohärent) und schließlich die θ-Phase (völlig inkohärent) auf Kosten der kohärenten GP-Zonen, weshalb die Festigkeit sinkt.
- Was versteht man unter einer naturharter Aluminiumlegierung? Nennen Sie eine der naturharten Aluminiumlegierungen. Al-Si-Legierungen weisen keine polymorphe Umwandlung auf
- Für welche Anwendungen sollten die sauertsofffreie Kupfersorte (OFHC-Cu) bevorzugt werden? Anwendungen bei denen im Kupfer gelöster Sauertsoff schädlich ist Sputtern, Herstellung von Halb- und Supraleitern
- Martensitaushärtende Stähle (Maraging-Stähle) erreichen Dehngrenzen von bis zu 2000MPa. Wodurch ist ihre maximale Einsatztemperatur begrenzt? Vegröberung durch hohe Temperatur
- Die Wärmebehandlung von niedriglegierten TRIP-Stählen beinhaltet ein isothermes Halten in der Bainitstufe, wobei die Bainitumwandlung abgebrochen wird, bevor ihr diffusiver Teil (d.h. die Karbidbildung) einsetzt. Welches Legierungselement wird hierbei als Umwandlungsverzögerer für die Karbidbildung genutzt? Silizium
- Geben Sie die Bedeutung der Zahl 235 in der Werkstoffbezeichnung S235J2G3 an Streckgrenze 235 in MPa
- Worin begründet sich die geringe Duktilität von GJL? Die Lamellen haben eine starke innere Kerbwirkung, weshalb GJL bei einer Zugbelastung sehr spröde ist.
- Begründen Sie, warum die im Zugversuch ermittelte Zugfestigkeit bei EN-GJMW-350-4 mit zunehmendem geprüften Probendurchmesser steigt, falls sämtliche Proben mit dem gleich Aufmaß gegossen und durch eine geeignete Bearbeitung hergestellt wurden. Einfluss der Randschicht geringer bei größerem Durchmesser Einfluss der Kernzone größer Perlit erhöht die Zugfestigkeit
- Nennen Sie die vier Versprödungsmechanismen, mit denen beim Schweißen von (hochlegierten) Cr-Ni-Stählen zu rechnen ist. Geben Sie die jeweils besonders gefährdeten Gefügeformen (chrakteristische Gefügebestandteile) an. σ-Versprödung: austenitische Stähle Härteriss: martensitische Stähle Heißriss: vollaustenitische Stähle Kornwachstum: ferritische Stähle