Werkstoffkunde (Subject) / Kapitel 6 (Lesson)
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Werkstoffprüfung
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- Welcher Unterschied besteht zwischen statischen und dynamischen Werkstoffprüfverfahren? statisch gleichbleibende oder langsam gesteigerte Belastung dynamisch schlagartige oder schwingende Belastung
- Weshalb werden Werkstoffprüfungen nach genormten Verfahren durchgeführt? Nur so ist ein Vergleich zwischen den einzelnen Werkstoffprüfungen möglich.
- Erklären Sie folgende Härteangaben: 315 HBW 2,5/187,5 200 HV 40/30 315 HBW 2,5/187,5 315 = errechneter Härtewert HBW = Prüfverfahren Brinell (Kugel aus Wolframkarbid) 2,5 = Durchmesser der Kugel 187,5 = Prüfkraft (F = 187,5 : 0,102) => 1840 N 200 HV 40/30 200 = errechneter Härtewerrt HV = Prüfverfahren Vickers 40 = Prüfkraft F in kilopond 30 = Belastungszeit (wird nur dann angegeben, wenn BZ nicht zwischen 10-15 Sekunden liegt)
- Erklären Sie den Begriff Härte. Widerstand, den ein Werkstoff dem Eindringen eines härteren Prüfkörpers entgegensetzt. => Die Härte eines Werkstoffs erlaubt Aussagen über die Festigkeit.
- Erklären Sie den Begriff Festigkeit. Fähigkeit eines Körpers äußeren Kräften Widerstand gegen Verformung entgegenzusetzen, oder einfach Widerstand gegen Verformung
- Was ist der Unterschied zwischen elastischer und plastischer Verformung? elastische Verformung reversible Verformung, umkehrbar, nicht dauerhaft Werkstoffeigenschaft: Elastizität plastische Verformung irreversible Verformung, dauerhaft Werkstoffeigenschaft: Plastizität, Duktilität
- Was ist der Unterschied zwischen elastischer und plastischer Verformung? elastische Verformung reversible Verformung, umkehrbar, nicht dauerhaft Werkstoffeigenschaft: Elastizität plastische Verformung irreversible Verformung, dauerhaft Werkstoffeigenschaft: Plastizität, Duktilität
- Erklären Sie folgende Begriffe: Spannung Normalspannung Schubspannung Spannung Kraft bezogen auf die Fläche Normalspannung Spannung senkrecht zur Fläche Schubspannung Spannung parallel / tangential zur Fläche
- Geben Sie das Hooke'sche Gesetz für die Dehnung eines elastisch verformten Zugstabes an. υ = Ε * ε für Normalspannung Steifigkeit ist abhängig von E sowie Bauteilquerschnitt und Gestalt.
- Erklären Sie die Unterschiede zwischen Spalt- und Gleitbruch. Gleitbruch - Verformungsbruch / Zähbruch - tritt bei zähen Werkstoffen mit vielen Gleitmöglichkeiten auf - Probe verformt erst plastisch (Porenbildung) und bricht dann unter 45° zur Zugrichtung (max. Schubspannung) - Bruchfläche durch Porenbildung wabenförmig und matt Spaltbruch - Sprödbruch - tritt bei spröden Werkstoffen mit wenig Gleitmöglichkeiten auf und bei heterogenen Gefügen - Probe bricht ohne erkennbare plastische Verformung, senkrecht zur Zugrichtung entlang der Spaltbruchebenen (Gitterebenen mit geringster Packungsdichte) - Bruchfläche glänzt metallisch (Licht an Spaltbruchflächen wird reflektiert)
- Was versteht man unter der Dauerschwingfestigkeit eines Werkstoffs? größte Spannung, die ein Werkstoff bei wechselnder Beanspruchung (Zug, Biegung, Torsion) über unbegrenzte Zeit erträgt ohne zu brechen δD = δm + δA
- Was ist Zähigkeit? Maß für plastisches Verformungsvermögen eines Werkstoffs bei äußeren Belastungen, oder Widerstand des Werkstoffs gegen Rissausbreitung, Bruch
- Wie wirkt sich Zähigkeit in Bezug auf Bauteilsicherheit aus? positiv, da ein schlagartiges Versagen des Bauteils ausgeschlossen werden kann --> plastisches Fließen des Werkstoffs
- Wovon wird die Zähigkeit beeinflusst? - von den Gleitmöglichkeiten des Raumgitters (Versetzungsbewegung) - Temperatur (niedrige T = niedrige Zähigkeit, hohe T = hohe Zähigkeit) - Gefügebedingte Einflussgrößen (Mischkristallhärtung, Kaltverfestigung und Ausscheidungshärtung senken Zähigkeit, Korngrenzenhärtung bzw. Kornfeinung erhöhen die Zähigkeit - Spannungszustand (Mehrachsiglkeit durch Kerbe & Biegebelastung) - chemische Einflüsse (Korrosion) - Geometrie des Werkstücks