Werkstoffkunde (Subject) / Lernblatt IV (Lesson)

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• Frage 161 Wozu dienen Werkzeugstähle? ◦ Kaltarbeitsstähle: Stanzen, Tiefziehen, Prägen◦ Warmarbeitsstähle: Druckgießen, Gesenkschmieden◦ Schnellarbeitsstähle: Bohrer, Fräser, Gewindeschneider◦ Kunststoffformenstähle: Spritzgießen, Preßformen, Schnecken
• Frage 162 Nennen Sie typische Temperaturbereiche für den Einsatz von Werkzeugstählen. ◦ Kaltarbeitsstahl: T<250°C◦ Warmarbeitsstahl: T 400-1200°C
• Frage 163 Beschreiben Sie das Anlassverhalten der Stähle X210Cr12 und X155CrVMo12-1! Begründen Sie den Kurvenverlauf! ◦ 3: X155CrVMo12-1 → Bildung von Sondercarbiden ab 400°C◦ 1: X210Cr12
• Frage 164 Worauf beruhen die hohe Härte und der hohe Verschleißwiderstand von Kalt- und Schnellarbeitsstählen? ◦ hohe Härte durch Sondercarbide
• Frage 165 Nennen Sie einen Warmarbeitsstahl mit einem Sekundärhärtemaximum! Welche Elemente fördern die Aushärtung? Geben Sie ein Anwendungsbeispiel. ◦ X40CrMoV5-1, Mo und V sind für Sekundärhärte verantwortlich◦ Druckgieß- und Strangpresswerkzeuge für Leichtmetalle
• Frage 166 Nennen Sie 2 Stahlgruppen der chemisch beständigen Stähle mit je einem Anwendungsbeispiel! ◦ austenitische Stähle (Cr, Ni, Mo), Ti, Nb stabilisieren für z.B. Milchtanks◦ ferritische Stähle (Cr) für nichtrostende Auspuffanlagen
• Frage 167 Nennen Sie die chemische Zusammensetzung eines nichtrostenden Austenits! Worauf beruht die Korrosionsbeständigkeit? ◦ X10CrNiNb18-9◦ Cr bildet dünne Oxidschichten
• Frage 168 Was versteht man unter dem Begriff der Zeitstandfestigkeit und wie wird sie ermittelt? ◦ gibt Auskunft über vorraussichtliche Lebensdauer◦ Zugversuch bei bestimmter Prüftemperatur über festgelegte Zeit
• Frage 170 Worauf beruht die hohe Warmfestigkeit von Nickelbasislegierungen? Nennen Sie ein typisches Anwendungsbeispiel! Ni verschiebt Stahl in Austenitbereich → thermisch Beständiger
• Frage 171 Ordnen Sie die folgenden Stähle den Stahlgruppen zu, geben Sie die chemische Zusammensetzung an und nennen Sie je ein Anwendungsbeispiel: C35, 9S20, ZSt180BH, 42CrMo4, Cf53, 34CrAlNi7; 16MnCr5, 100Cr6, X155CrMoV12-1, HS6-5-3, X5CrNi18- ◦ C35: unlegierter Stahl, 0,35% C, Verwendung im Fahrzeugbau◦ 9S20: Automatenstahl, 0,09% C, 0,2% S, für spanende Bearbeitung◦ ZSt180BH, höherfester Stahl, feinkörnig, schweißgeeignet◦ 42CrMo4: Vergütungsstahl, 0,42% C, 1% Cr, <1% Mo, für Achsen,Pleuelstangen, Kurbelwellen◦ Cf53: Stahl für Flammhärtung, 0,53% C, für Kurbelwellen◦ 34CrAlNi7: Nitrierstahl, 0,34% C, 1,75% Cr, <1% Al, Ni, für lange schlankeBauteile◦ 16MnCr5: Einsatzstahl, 0,16% C, 5% Mn, <1% Cr, für Zahnräder◦ 100Cr6: Lagerstahl, 1% C, 1,5% Cr, für Lager◦ X155CrVMo12-1: Kaltarbeitsstahl, 1,55% C, 12% Cr, 1 %V, <1% Mo, fürSchneiden, Stanzen, Tiefziehen
• Frage 172 Nennen Sie die wichtigsten Eigenschaften von Kunststoffen! ◦ geringe Dichte◦ niedrige elektrische und Wärmeleitfähigkeit◦ niedrige Verarbeitungstemperatur◦ gezielte Optimierung der Eigenschaften◦ Beständigkeit gegen viele Chemikalien (Säuren, Basen, Salzlösungen)◦ in organischen Lösungsmitteln löslich (Benzin, Alkohol)◦ Wiederverwertbar
• Frage 173 In welchem Dichtebereich liegen konventionelle Kunststoffe? ◦ ca. 0,8 – 2,2 g/cm³
• Frage 174 Nennen Sie die Summenformel für gesättigte und ungesättigte Kohlenstoffverbindungen! Wie werden gesättigte und ungesättigte Kohlenstoffverbindungen bezeichnet? ◦ gesättigte: CnH2n+2◦ ungesättigt: CnH2n◦ Ausgangsstoffe: Monomere
• Frage 175 Wie lauten die 3 Polyreaktionen? Beschreiben Sie den jeweiligen Vorgang! ◦ Polykondensation▪ Moleküle werden unter Abspaltung eines Nebenproduktes (z.B. Wasser oder HCl) zu Makromolekülen verbunden◦ Polyaddition▪ verschiedenartige Moleküle werden ohne Abspaltung eines Nebenproduktes zu Makromolekülen verbunden◦ Polymerisation▪ Doppelbindungen werden unter Energiegewinn geöffnet und mit anderen Doppelbindungssystemen verknüpft
• Frage 176 Nennen Sie die 3 Hauptgruppen an Kunststoffen. Wie unterscheiden sich diese 3 Gruppen hinsichtlich Ihres Kettenaufbaus. Nennen Sie je ein Beispiel. ◦ Plastomere/ Thermoplaste: lineare/ verzweigte Kettenmoleküle (keineVernetzung), z.B. PC, PMMA, PS, PVC, PP, PE, POM, PA◦ Elastomer: schwach vernetzte Kettenmoleküle, z.B. PUR, Kautschuk◦ Duromere: stark vernetzte Kettenmoleküle, z.B. UP, PF, MF, EP
• Frage 179 Wozu dienen Zusatz- und Hilfsstoffe? Nennen Sie 3 Beispiele! ◦ Verbesserung der Verarbeitungseigenschaften◦ Verbesserung der Anwendungseigenschaften◦ Weichmacher, Gleitmittel, Füllstoffe, Treibmittel, Beschleuniger, Stabilisatoren, Farbmittel, Antistatika, Flammhemmende Zusätze, Inhibitoren
• Frage 180 Nennen Sie 3 Anwendungsgebiete für Kunststoffe im Automobilbau und geben Sie den jeweiligen Kunststoff an! ◦ PUR (Polyurethan) für Sitzpolster, Armaturentafelpolsterung, Dachhimmel, Lacke, Klebstoffe, Dichtmassen, Schäume◦ EP-Harze für Tragstrukturen, Antriebsteile, Zündspulen, Leiterplatten◦ NR (Natural Rubber) für Reifen, Motorlager
• Frage 181 Beschreiben Sie zwei Fertigunsverfahren für thermoplastische Kunststoffe im Automobilbau! ◦ Extrudieren: aus Granulat wird mit einer Beheizten Schnecke (Extruder) ein Profil gepresst◦ Spritzgießen: eine über einen Hydraulikkolben verschiebbare Extrudierschnecke drückt flüssigen Kunststoff in eine Spritzgießform
• Frage 182 Beschreiben Sie den Vorgang des Blasformens! Nennen Sie ein typisches Beispiel im Automobilbau! ◦ Hohler Thermoplast wird in einer Form „aufgeblasen“ und dann abgekühlt◦ zur Herstellung von z.B. Tanks
• Frage 183 Kunststoffe können durch Fasern verstärkt werden. Welche Faktoren beeinflussen die Eigenschaften des Kunststoffs bezogen auf die vorliegenden Fasern? ◦ mechanische Eigenschaften der Fasern◦ Lage der Fasern zur Belastungsrichtung◦ Länge der Fasern◦ Haftung der Fasern
• Frage 184 Nennen Sie die wichtigsten Eigenschaften von Keramiken! ◦ Isolation und Leitfähigkeit, Magnetismus◦ Druckfestigkeit, Biegefestigkeit, Verschleißfestigkeit◦ thermische Leitfähigkeit, thermische Kapazität◦ Bioverträglichkeit, Adsorptionsfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit, katalytische Wirksamkeit◦ Strahlen-, Korrosions-, Temperaturbeständigkeit
• Frage 185 Nennen Sie drei Gruppen von keramischen Hochleistungswerkstoffen! ◦ Silikatkeramik, Oxidkeramik, Nichtoxidkeramik
• Frage 186 Nennen Sie die wesentlichen Verfahrensschritte bei der Herstellung von Keramiken! ◦ Pulverherstellung◦ Granulatherstellung◦ Formgebung◦ ggf. Trochnung◦ Grünbearbeitung◦ Brand◦ Endbearbeitung
• Frage 187 Erläutern Sie den eigentlichen Sintervorgang! ◦ bei Temperaturen von 1050-2200°C◦ ggf. unter definierter Atmosphäre (Schutzgas, etc.)◦ ggf. mit Druckunterstützung◦ Schrumpfung von ca. 20%
• Frage 188 Worin besteht die Problematik bei der Bearbeitung von Keramiken? Wie kann dieses Problem gelöst werden? ◦ gebrannte Keramik ist sehr hart und spröde, Bearbeitung dauert lange, hohe Werkzeugkosten◦ Bearbeitung vor dem Brennen
• Frage 189 Vergleichen Sie keramische und metallische Werkstoffe hinsichtlich ihrer wesentlichen Eigenschaften! ◦ Härte: Keramik hoch, Metall niedrig◦ Hochtemperaturfestigkeit: Keramik gut Metall schlechter◦ Duktilität: Keramik gering, Metall höher◦ Korrosionsbeständigkeit: Keramik gut, Metall schlechter◦ Verschleißfestigkeit: Keramik gut, Metall schlechter◦ elektrische Leitfähigkeit: Keramik gut/ schlecht, Metall gut◦ Dichte: Keramik hoch, Metall geringer◦ Wärmeleitfähigkeit: Keramik gut/schlecht, Metall gut
• Frage 190 Nennen Sie je 2 typische Vertreter der Silicatkeramik, Oxidkeramik und Nichtoxidkeramik! ◦ SK: Porzellan, Steatit◦ OK: Aluminiumoxid, Magnesiumoxid◦ NOK: Siliciumcarbid, Siliciumnitrid
• Frage 191 Nennen Sie einige Verbesserungspotentiale für keramische Werkstoffe! ◦ Verwendung extrem feiner und reiner Pulver◦ neue Herstellungstechnologien (Gelcasting, reaktionsgebundenes Al-Oxid)◦ Umwandlungsverstärkung◦ Faser-/ Whiskerverstärkung◦ Mischkeramiken (Metall + Keramik)

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