Werkstoffkunde (Subject) / Werkstoffkude (Lesson)

allgemein wissen zu werkstoffkunde

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• Aluminiumherstellung Ausgangsstoff Bauxit aus Bauxit wird Al2O3 hergestellt Reduktion des Aluminums aus Al2O3
• Aluminum Eigenschaften: Dichte 2, 7 kg/dm³ niedriger Schmelzpunkt gut umformbar, schweißbar Sorten: Knetlegierungen Reinaluminum Automatenlegierungen Legierungen: besodere Eigenschaften, höhere festigkeit, gute Tiefziehbarkeit, Witterunggsbeständigkeit  
• Magnesium Eigenschaften: niedrige Festigkeit geringe chem. Beständigkeit Nachteile durch zulegieren von Al beseitigen Verwendung: Mg- legierug gut spanbar Mg Gusslegierung= dünnwandige Bauteile Kontaktkorrosion beachten  
• Titan Eigenschaften sehr leicht zulegieren von Al festigkeit erhöhen Verwendung: Luft und Raumfahrt
• Schwermetalle Kupfer Zinn Blei
• reines Kupfer warmgewalzt = weich + gut dehnbar hohe leitfähigkeit Einsatz= Elektrotechnik
• Kupfer- Zink- Legierung (messing) nach Zusammensetzung sehr zug und verschleißfest korrosionsbeständigkeit Einsatz= Armaturen, Feinmechanik, Federn
• Kupfer- Zinn- Legierungen bis zu 15% Zinn enthalten erhöhte Festigkeit Einsatz= spindelmuttern Rotguss= enthält auch blei und Zink
• weitere Schwermetalllegierungen Kupfer- Aluminium- Legierungen Kupfer- Nickel- Legierungen
• Edelmetalle bilden an Luft keine Oxide elektrische Leiter Thermoelemente
• Definition Sinterwerkstoffe Glühe von gepressten Metallpulver bei dem durch Diffusion und Rekristallisation ein zusammenhängendes Gefüge entsteht
• Herstellung von Sinterwerkstoffen 1. Pulverherstellung 2. Pulvermischen 3. Pressen 4. Sintern vllt noch kalibriere ( extra druck)
• Verwendung von Sinterwerkstoffen Eigenschaften abhängig vom Pulver, Druck, Temperatur niedrige Pressdücke= poröse Bauteile ( Filter) hoher Pressdruck = dichte Werkstücke
• Vorteile / nachteile Sinterwerkstoffe Vorteile: Massenteile gute Notlaufeigenschaften poräse+ dichte Werkstoffe herstellbar Nachteile: große Presskraft teure Pressformen Einschränkung der Formgebung
• Keramische Werkstoffe Vorteile/ Nachteile Vorteile: Härte+ Druckfestigkeit höhere temperaturbeständigkeit geringe Dichte Korrosiosbeständigkeit Nachteile: nicht verformbar empfindlich gegen Schläge keine Zugbelastung
• Herstellung von Keramik Werkstoffen Mahlen + Mischen Formgebung brennen der Rohlinge Endbearbeitug
• Vorteile/ Nachteile Kunststoffe Vorteile: geringe Dichte hart, biegsam, eastisch elektrisch isolierend wärmedämmung kosegünstige Formgebung Nachteile: geringe Wärmebeständigkeit brennbar festigkeit deutlich geringer unbeständig gegen Lösungsmittel
• Arten von Kunststoffen Thermoplaste Duoplaste Elastomere
• Thermoplaste fadenförmige Makromolekühle, keine Vernetzungsstellen warm umformbar, schweißbar
• Duroplaste Makromolekühle die an vielen Stellen engmasching verbunden sind nicht umformbar, nicht schweißbar
• Elastromere Makromolekühle ineinander verknäult an wenigen Stelle weitmaschig gummielastisch nicht warmumformbar, nicht schweißbar
• Verbundwerkstoffe Faserverstärkte mit glasfasern mit kohenstofffasern aufwändiges RecyclingKombination aus zwei oder mehreren Werkstoffe mit unterschiedlichen Eigenschaften
• Technologische Prüfungen Biegeversuch Hin und Herbiegeversuch Tiefziehversuch Stauchversuch Ausbreitversuch Schweißnahtpüfung
• Prüfung mechanischer Eigenschaften statische Zugverusch Duckversuch Härteprüfungen Scherversuch dynamische Kerbschlagbiegeversuch Dauerfestigkeit Bauteilbetriebslasten Prüfung
• Zugversuch Bestimmung von Streckgrenze und Zugfestigkeit Universaprüfmaschine Spannungsdehnungsdiagramm
• Druckversuch Universalprüfmaschine Druckkraft langsam zunehmend auf Probe
• Scherversuch Uiversalprüfmaschine Prüfung auf abscheren
• kerbschlagbiegeversuch Probe mit U-/ V- Kerbe wird mit herunterfallendem Pedelhammer belastet ( Verformung durchschlägt kerbe)
• Bruchverhalten Trennbruch ( Ohne plastische verformung, plastisch bricht = spröde) verformungsbruch ( nacch starker plastischer verformung Bruch = zäh) Mischbruch ( zwischeform der beiden extremen)
• Härte Widerstand den ein Werkstoff dem eindringen eines Prüfkörpers entgegensetzt
• Härteprüfung nach Vickers Diamantpyramide Diagonalen werden gemessen nur einen Eindringkörper für harte + weiche Werkstoffe Universalprüfmaschine
• Härteprüfung nach Knopp ähnlich wie Vickers spröd/harte Kermaik rohmbische Diamantpyramide
• Härteprüfug nach Rockwell Prüfkörper mit Prüfkraft in Probe messuhr auf 0 Prüfkraft angehoben nach kurzer Zeit etlasten Eindringtiefe h kann direkt an Messuhr HRC abgelesen werden Prüfkörper: harte Werkstoffe= Diamantkegel weiche Werkstofffe = gehärtete Stahlkugeln
• Härteprüfug nach Brinell prüfkörper= Kugel aus hartmetall Durchmesser gemessen des Kugeleindrucks Universalhärteprüfmaschine
• Universalhärteprüfung Vickerspyramide Werkstoffe aller Härten elastisch/ plasitisches Werkstoffverhalten Automatisierbarkeit
• Dauerfestigkeitsprüfung sich häufig wechelnde Belastung für Bauteil ( Welle/achse) im Dauerschwingversuch aufen bis zum versagen oder 10 hoch 7 Lastwechsel Wechselbelastung Druckschwellbelastung Zugschwellbelastung
• Zerstörungsfreie Werkstoffprüfug Feststelung von Fehlern in bauteilen die hohe Belastungen tragen müssen und sicher sein müssen keine Beschädigung des Bauteils
• Eindringverfahren feinste Haarrisse, die bis an die Oberfläche reichen Met- L- Check- Verfahren: roter Farbstoff, abwaschen, weißer Frabstoff, risse werden sichtbar Fluoreszenzverfahren: ähnlich wie Met- L
• Ultraschallprüfung Fehler im inneren des Bauteills Durchdringungsverfahren Impuls-echo-verfahren winkelprüfköpfe Nachteile= fehler nicht in gestallt erkennbar, keine Oberflachenfehler erkennbar
• Prüfverfahren Röntgen- Gammastrahlen Fehlerstellen als helle Stellen erkennbar
• Magnetpulververfahren Prüfstück magnetisiert magnetische Kraftliien verdichten sich an Fehlern/ Rissen Ansammlung des Pulvers infolge höherer Feldlniendichte hauptsächlich an Fehlerstelle
• Glühen Wärmebehandlung bestehend aus langsamen Aufwärmen, Halten auf Glühtemp. und langsamen Abkühlen
• Arten des Glühens Spannungsarmglühen Rekristalationsglühen Diffusionsglühen Wichglühen Normalglühen
• Glühfehler können auftreten wenn die Glühtemp und Zeit nicht eingehalten werden
• Härten für Stähle über 0,28% C mehrere Arbeitsgänge auf Härtetemp. bringen halten Abschrecken Anlassen  
• innere Vorgänge beim Härten Erwärmen= Umwandlung von krz zu kfz langsame Abkühlung= wieder krz Abschrecken= krz schlagartig um in kfz => neues Gefüge stark verzerrt
• Martensit nadeliges Gefüge stark verzerrt krz- Gitter
• Härten der Randschicht Randschichthärten mit eigenem Kohlenstoff ( C > 0,2%) Verfahren: Induktionshärten, Laserhärten, Flammhärten harte Verschleißfeste Oberfläche, zäher Kern
• Einsatzhärten Vorraussetzung 0,1% < C < 0,2% erst Aufkohlen der Oberfläche danach normales härten
• Einsatzhärten Vorrausetzung : 0,1% < C < 0,2% erst Aufkohlen, danach normaler Härtevorgang

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