Werkstoffkunde (Subject) / Klausurvorbereitung HS-Anhalt (Lesson)
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Klausurvorbereitung Kap.1
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- Welche Werkstoffgruppen kennen sie? Werkstoffe Metalle Nichtmetalle Stahl Nichteisen- nichtmetallisch- Kunststoffe Gusseisen metalle anorg. Werkstoffe Polymere Keramik Glas Verbundwerkstoffe
- In welche 2 Gruppen werden Metalle grundsätzlich unterteilt? -Eisenwerkstoffe - NE-Metalle
- Metalle werden auf Grund ihrer chem. Beständigkeit in 2 Gruppen geteilt. Nennen sie diese und je 2 Bsp. - edle Metalle : Au, Pt - unedle Metalle : Mg, Fe
- Welche Unterteilung erfolgt bei Metallen nach der Dichte? - Leichtmetalle (< 5 g/cm3) - Schwermetalle
- In welche Werkstoffgruppen gehören Aluminium und Magnesium? Mg Nichteisenmetalle Al unedle Metalle
- Nennen Sie drei metallische Leichtbauwerkstoffe! Al, Mg, Titan
- In welche Werkstoffgruppe gehören CFK und GFK? Verbundwerkstoffe
- Was sind Verbundwerkstoffe? - aus mehreren WS unterschiedlicher WS-Gruppen zusammengesetzt - Komponenten in geometr. Form aufgebaut: Partikel o. Fasern in Matrix - Werkstoffverbund: Bauteilebene
- Welche Eigenschaften müssen Werkstoffe gewährleisten? mech. technologische, physikalische, chem. Eigenschaften
- Welche Faktoren bestimmen die Werkstoffeigenschaften? -Herstellung - Be- und Verarbeitung(wärmebehandlung, Randschichtenbehandlung) - Korrosion - Verschleiß
- Nennen Sie drei Gebrauchseigenschaften! - mech. Eig. (Festigkeit, Widerstand gegen Formänderung bzw. Bruch) - elektr. und magn. Eig. (Leitfähigkeit, Isolationsfähigkeit + thermoelektr. Eig.) - chem. phy. Eig. (Schmelzpkt., Dichte, Korrosionsbeständigkeit)
- Nennen Sie drei Fertigungseigenschaften! =Verarbeitungstechn. Eig.: - Gießbarkeit - Schweißbarkeit - Kalt- und Warmumformbarkeit - Sinterfähigkeit
- Zu welcher Eigenschaftsgruppe gehört die Schweißbarkeit (Schweißeignung)? zu Fertigungseigenschaften -> Verarbeitungstechn. Eigenschaften
- Was ist ein Isotop? =Nuklid gleicher Ordnungszahl aber unterschiedlicher Neutronenzahl
- Welche Eigenschaften werden durch die Atomhülle bestimmt? phy. und chem. Eigenschaften - Aggregatzustand - chem. Verhalten - mech. Eigenschaften - bestimmt Größe des Atoms, weil sie für die Elektronen an derer Atomhüllen praktisch undurchdringlich ist
- Was bedeutet der Begriff Elektronegativität? Tendenz zur Elektronenaufnahme
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- Welche Bindungsarten kennen Sie? -kovalente B. - ionische B. - metallische B.
- Beschreiben Sie die Bindungspartner bei den drei Haupvalenzbindungen! Beschreiben Sie die Metallbindung. Welche Eigenschaften resultieren? Beschreiben Sie die kovalente Bindung (Atombindung). Welche Eigenschaftenresultieren? Beschreiben Sie die Io Bindg.typ Teilchen Bindungdmodell Eigenschaften ionisch pos.+neg. - Ionenbildung (Edelgas- Isolator (fester Ionen konfiguration) Zustand) NaCl - elektrost. Anziehung kovalent Atome gemeinsame Nutzung Isolator (Diamant) von e--Paaren SiC metall. pos.Ionen elektr.stat. Anziehung sehr guter elkt. (Atomrümpfe) Ionen-Elektronengas Leiter bewegl. e- Cu, Ag, Pt e- Gas
- Nennen Sie drei typische Eigenschaften eines Stoffes, der nur durch kovalente Bindungen (Atombindung) gebunden ist? - Isolator - hohe Schmelztemp. - Spröde
- Welche Anordnungsvarianten der Bausteine sind möglich? Temperatur T1 < T2 < T3 Zustand fest flüssig gasförmig Ordnung Fernordng. Nahornung Unordnung (kristallin) (amorph) __________ Nahordnung (amorph)
- Geben Sie ein Beispiel für einen amorphen Stoff an! Gläser Polymere
- Was bedeutet Anisotropie? Was bedeutet Isotropie? Anistropie: - unterschiedl. Eig. in verschiedenen Richtungen - Rischtungsabhängigkeit Eigenschaften Kristalliner Körper Isotropie: - gleiche Eig. in allen Richtungen - Richtungsunabhängige Eig.
- Was verstehen Sie unter dem Begriff „Kristallgitter“? - entsteht durch periodische Wiederholung der Elementarzelle - auch Punktgitter genannt, ist eine dreidimensionale Anordnung von (math.) Punkten
- Nennen Sie drei Gittertypen des Kristallgitters! -kubisch - hexagonal - tetragonal
- Welche Untertypen des kubischen Kristallgitters gibt es? Wie unterscheiden sie sich? - kubisch primitiv (kp) - kubisch Raumzentriert (krz) Packungsdichte 68% - kubisch flächenzentriert (kfz) kubisch dichteste Kugelpackung -> 74%
- Wodurch unterscheiden sich das kubisch-flächenzentrierte und das hexagonale Kristallgitter voneinander? unterschiedliche Stapelfolge: hdp: B,A;B;A;B ;A kfz: C;B;A;C;B;A
- Was verstehen Sie unter Polymorphie (Allotropie)? Wie kann man sie nachweisen? Nennen Sie ein Beispiel! -Auftreten in untersch. Kristallstrukturen (Modifikationen), bei Metallen in Abhängigkeit von der Temperatur - Umwandlung ist reversibel - Nachweis mit therm. Analyse (Halte- o. Knickpunkte bei Erwärmung bzw Abkühlung) - Bsp. Kohlenstoff, Diamant kubisch, Grafit Hexagonal
- In welchem Gittertyp liegt Eisen bei Raumtemperatur vor? kubisch Raumzentriert
- Beschreiben Sie die Polymorphie des Eisens! Wofür besitzt sie Bedeutung? unter Polymorphie versteht man die Erscheinung, dass Metalle in mehreren Kristallgittern auftreten können, wobei jedoch jedem Gittertyp ein ganz bestimmter Temp.-bereich zugeordnet ist die Umwandlung erfolgt durch unter- o- überschreiten der Umwandlungstemp. durch leichte Verschiebung der Atome dabei ändert sich der Gitterparameter, was zu messbaren Volumenänderungen des Metalls führt besonders wichtig sind α-Fe und γ-Fe, da das Härten des Stahls auf dieser Umwandlung besteht - bis 911°C krz (α-Fe) - zw. 911 und 1392°C kfz (γ-Fe) - zw. 1392 und 1536°C krz (δ-Fe)
- Was sind 0-dimensionale Gitterbaufehler? Leerstellen zw. Gitteratom Fremdatom -> Bedeutung: Diffusion elektr. Eig. Festigkeit
- Welche Arten von Mischkristallen kennen Sie? Beschreiben Sie den Aufbau! -Substitutionsatom (Austauschkristall = Subtitutionsmischkristall) - Einlagerungsatom -Einlagerungsmsichkristall
- Beschreiben Sie den Austauschmischkristall / Einlagerungsmischkristall! Austauschmischkristall: =Substitutionsmischkr. -> wird ein Mischkr. bezeichnet, bei dem mind. 2 Stoffe einen gemeins. Kristall bilden & die Atome der zweiten Komponente auf regulären Gitterplätzen der ersten Komp. sitzen Einlagerungsmischkristell: =interstitiell Verbindung -> handelt sich um eine chem. , nicht stöchiom. Kristalline Verbindung aus min. 2 Elementen; Zwischengitterplätze o. Lücken werden eingenommen
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- ennen Sie zwei eindimensionale Gitterbaufehler! - Versztungen: Stufenveretzung, Schraubenversetzung
- Welche Eigenschaften werden durch eindimensionale Gitterbaufehler beeinflusst? Festigkeit + Verformbarkeit
- Nennen Sie zwei zweidimensionale Gitterbaufehler! Stapelfehler, Kleinwinkelkorngrenze, Korngrenze
- Was ist eine Phasengrenze? = Grenze zw. Bereichen unterschiedl. Kristallstruktur (Phasen) z.B. Grenze Ausscheidungen
- Was bedeutet polykristallin? vielkristall= Polykristall viele kristalline Bereiche : Körner, Kristallite mit Korngrenzen, entastanden bei Erstarrung der Körner
- Wodurch wird ein kristalliner Werkstoff quasi-isotrop? polykristalline Metalle -> durch stat. Verteilung der Orientierungen der Körner
- Was ist Textur? Durch welche Vorgänge wird sie verursacht? vorzugsorientierungen der Körner durch bestimmte Herstellprozesse, insbesondere Umformvorgänge z.B. Walztextur, Ziehtextur
- Welche Varianten der Ätzung kennen Sie bei der metallografischen Untersuchung? Was soll durch die Ätzung bewirkt werden? Ätzen: -Korngrenzenätzung, Kornflächenätzung -> Herstellung Kontrast Gefügebestandteil
- Was ist eine Seigerung? = Entmischungerscheinungen - Entmischungen einer Schmelze bei Metallherstellung - Entstehung beim Übergang der Schmelze in den festen Zustand - dabei spielen unerschiedl. Löslichkeit der Legierungselemte in flüss. und fester Phase + unter anderen die unterschiedl. Dichte eine Rolle -> durch seigerung ergeben sich unterschiedl. Eigenschaften innerhalb eines Gussstücks