Werkstoffkunde 1 (Fach) / Einleitung (Lektion)
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Grundlagen
Diese Lektion wurde von bmatthes erstellt.
- Haupteinteilung der Werkstoffe mit eigenschaften Metalle M: gut elektr. Leitend, gut plastisch verformbar Keramische Werkstoffe K: schlechte elektr. Leiter, nicht plastisch verformbar Polymere P: schlechte elektr. Leiter, verformbar, chemisch bei ...
- Metallographie: was ist erforderlich? Vorgehensweise? ... Metallographie und Mikroskopie Untersuchung, Beschreibung, Beurteilung
- Arbeitsschritte der Metallographie: Herauspräparieren der Probe aus Bauteil, Einbetten in Kunsthartz, Schleifen, Polieren, Ätzen
- Warum wird bei der Metallographie die Probe geätzt? ... Ktrontaststeigerung, gewollte Korrosion
- Welche Vergrößerung ist bei der Lichtmikroskopie ... bis ca 1000:1 geringe Tiefenschärfe
- Bestandteil des LIMI Okular, Tubus, Objektiv
- Arten der Ätzung der Metallographie Korngrenzen-Ätzung, Kornflächen-Ätzung
- Arten der Korngrößenbestimmung Kreisflächenverfahren, Linienschnittverfahren,
- Rasterelektronenmikroskop: Vorteile, Vergrößerung, ... vergrößerte Tiefenschärfe, Vergrößerungen von 500-3000 Aufbau: Kathode, emitiert e- Hochvakuum mit elektromagnet. Spulen: beeinflussen e--Strahl Detektor
- Was ist besputtern? Probe für REM elektrisch leitend machen durch auftragen von Gold, Paladium oder Graphit
- Was ist die EDX-Analyse Zur qualitativen und quantitativen Bestimmung der Elemente im Werkstoff bei der untersuchung unter dem REM
- Unterschied Idealkristall und Realkristall Idealkristall: Fehlerfrei Realkristall: nicht fehlerfrei
- was ist ein Kristallgitter: regelmäßige, periodische räumliche Anordnung von Atomen, (Ionen, Molekülen)
- Was ist eine Elementarzelle? kleinste Raumeinheit, durch dessen verschiebung um eine oder mehrere Kantenlängen in allen 3 Raumachsen das gitter aufgebaut wird.
- Was ist ein Gitterparameter: Kantenlänge der Elementarzelle
- Was ist die Koordinationszahl? Zahl der nächsten Nachbaratome
- Was ist die Allotrophie Möglichkeit sich bei bestimmten Temperaturen in ein anderes Kristallgitter umzuwandeln
- Allotropie von Eisen (Fe) 0 bis 911 grad: Kubisch Raumzentriert 911 bis 1392: Kubisch Flächenzentriert 1392 bis 1536: Kubisch Raumzentriert
- Welche Werkstoffe sind Kubisch Raumzentriert? Cr, W, Fe<911Grad
- Welche Werkstoffe sind Kubisch flächenzentriert? Al, Cu, Ni,
- Welche Stapelfolge gibt es bei Kristallen? ABC: 6-Kant,3-Kant,3-Kant,6-Kant AB (hexagonal-dichteste Packung) 6-Kant,3-Kant,6-Kant
- Was ist die Packungsdichte? Volumen der Atome/Volumen der Elementarzelle KFZ: 0,74 KRZ: 0,68
- Koordinationszahlen von KFZ und KRZ KFZ: 12 KRZ:8
- Was machen Gitterbaufehler? Sie verzerren das Gitter und erzeugen somit Spannungen
- Arten der Gitterbaufehler? Einlagerungsatem, Austauschatom (Substitutionsatom)
- Beispiele für Gitterbaufehleratome? Substitutionsatom: z.b. Zn in Cu (Größenunterschied <15%) Zwischengitterplatz: Einlagerungsatom z.b. C, N in Fe (Größenunterschied >40%)
- Eindimensionale Gitterbaufehler? Stufenversetzung, Schrauben-Versetzung Real liegen immer Mischversetungen vor (Kombi aus Schrauben und Stufenversetzung)
- Was herrscht um eine Versetzung Um eine Versetzung herrscht infolge der Gitterverspannung ein Spannungsfeld
- Was ist eine plastische Verformung? Plastische Verformung ist ein Laufen von Versetzungen (kontinueirlich nach Teppichfaltenmodell)
- Wie können Versetzungen "klettern" Durch die Interaktion mit Leerstellen verlassen die Versetzungen ihre Gleitebene und gehen auf neue Gleitebenen.
- Wie Entstehen Versetzungen? Wachstumsfehler bei der Kristallisation (insbes. schnelle Abkühlung) Plastische Verformung durch Schmieden/Walzen
- Versetzungsdichte N? Linienlänge der Versetungen/Volumeneinheit [cm/cm^3] <10^6 cm^-2 selten 10^12 cm^-2 nach plast. Verformung
- Wie verhindert man Versetzungen? Einbauen von Hindernissen (entw. größere Atome oder kleinere Körner)
- Zweidimensionale Gitterbaufehler? Großwinkel Korngrenzen Kleinwinkel Korngrenzen
- Welche Verfestigungsmechanismen gibt es? Versetzungen -> Verformungsverfestigung Korngrenzen -> Feinkornhärtung Fremdatome -> Mischkristallverfestigung Teilchen -> Teilchenhärtung
- Wovon ist der E-Modul abhängig? nur vom Werkstoff und dessen temperatur, nich von der Wärmebehandlung Begründung: Der Emodul ist abhängig von der Bindungsenergie der Atome
- Was ist besser Verformbar? KFZ oder KRZ KFZ ist besser Verformar da die Höhe der Atomabstände größer ist
- Wie viele Gleitsysteme haben KFZ und KRZ Moleküle Jeweils 12: KFZ 4x3 Gleitsysteme KRZ: 6x2 Gleitsysteme
- Wie entsteht ein Riss in einem Bauteil? Aufstau von Versetzungen vor einem Hindernis ->Spannungskonzentration ->Plast. verformung behindert ->Riss
- Was ist Diffusion Stofftransport im festen Zustand
- Arten der Konzentrationsverteilung? gleichmäßige Konzentrationsverteilung Konzentrationsgefälle
- Welche Diffusionsmechanismen gibt es? Zwischengittermechanismus: Wichtig für interstitiell gelöste Fremdatome ist, sie sind klein und liegen nur in geringen Mengen vor! Diffusion setzt bei rel. tiefen Tempertauren und niedrigen Aktivierungsenergie ...
- Welche Arten der Erholung gibt es? Ausheilung: Zwischengitteratome diffundieren in Leerstellen, Versetzungen mit umgekehrten Vorzeichen lösen sich auf Umlagern: Konzentration von Leerstellen, Bildung von kleinen Winkelkorngrenzen (Substitutionskorngrenzen), ...
- Was entsteht bei der Rekristalliosation Es entsteht ein verzerrungs- und Spannungsarmes Gefüge. Man braucht eine Mindestverformung, damit Rekristallisation eintritt! Je größer die Verformung, desto feiner ist das Korn nach der Rekristillation. ...
- Welche Anwendungsbeispiele gibt es für Phasenumwandlungen? ... Vergüten von Stahl Ausscheidungshären von Aluminium
- Was ist eine Phase? Chemische Zusammensetzunge und struktureller Aufbau sind gleich!
- Was Passiert bei der Abkühlung eines heißen Blocks? ... In der Randzone: Hohe Unterkühlung, heterogene Keimbildung, hohe Keimzahl-> viele Körner Kernzone: Grobe Körner
- Wovon ist die Löslichkeit bei der Legierungsbildung ... Je höher die Temperatur desto besser ist die Löslichkeit D.h. bei sinkender Temperatur sinkt auch die Löslichkeit (LOG funktion im bereich 1-2)
- Wie lösen sich 2 Komponenten? Entweder 2 Komponenten gelöst als Substitutionsmischkristall oder Einlagerungsmischkristall oder 2 Komponenten nicht gelöst -> Asscheidungen bildet Ausscheidungen, auf 2. Phase genannt z.B. im Metall: ...
- Gib ein Beispiel für Vollständige Unlöslikeit im ... Beispiel: Eisen+Blei