Werkstofftechnik (Fach) / Vortragende Fr.Fischer (Lektion)

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• Zweck des Grobkornglühens? Um kohlenstoffarme Stähle grobkristallin und damit besser zerspanbar machen
• Gegenteil vom Grobkornglühen nennt man .... Normalglühen
• Wie kann man zum Normalglühen noch sagen ? Integrierter Fertigungsschritt... Normalisieren
• Beschreibe den Prozess des Normalglühens! kurzfristiges Erwärmen im Austenitgebiet kombiniert mit einer langsamen Abkühlung
• Nenne Nachteile des Noralglühens! Gegenüber kaltverformten oder vergüteten Stählen sinkt die Festigkeit bzw Streckgrenze ferrtische/austenitische Stähle können nicht normalisiert werrden
• Nenne einige Anwendungsgebiete vom Normalglühen! nach dem Schweißen, Stahlgussteile, fehlerhafter Wbh, nach Kaltformgebung anstatt Rekristallisationsglühen, nach Brennschneiden, vor WBH (perfekte Ausgangssituation herstellen)
• Was versteht man unter EIgenspannungen? Innere Spannungen, die in einem Festkörper vorhanden sind, ohne das äußere Kräfte oder Momente wirken
• Erkläre Spannungsarmglühen! Temperaturen unterhalb des Umwandlungpunktes Ac1 (meist unter 650°C) mit anschließendem langsamen Abkühlen zum Abbau inneren Spannungen OHNE WESENTLICHE VERÄNDERUNG DER VORLIEGENDEN EIGENSCHAFTEN
• Nenne den Sinn und Zweck des Rekristallisationsglühen! Wird nach Kaltumformen durchgeführt, um verformungsbedingt entstandene Versetzungen abzubauen, den Werkstoff zu entfestigen und sen Verformungsvermögen wieder herzustellen
• Temperaturen zum Rekristallisationsglühen! Bei Stahl ca 500-700°C
• Definiere den Begriff Kaltumformen! Ist ein Formänderungsprozess, der unterhalb des Temperaturintervalls der Rekristallisation erfolgt
• Zweck des Härtens? Verschleißwiderstand erhöhen,Vergüten (Streckgrenze erhöhen), Dauerschwingfestigkeit erhöhen
• Nenne die drei Schritte des Härtens! Austenitisieren, Abkühlen mit hoher Geschw.,Anlassen
• Erkläre wie Anlassen funktioniert! Erwärmen nach vorangegangenen Härten auf einer Temp. zwischen RT und Ac, Halten, anschließenden langsamen Abkühlen
• Ziel des Anlassens? Sprödigkeit des Martensits aubzubauen
• Definiere den Begriff Vergüten! Kombination aus Härten + Anlassen bei hohen Temp. knapp unter Ac1
• Sinn des Vergütens? optimale Kombination von guten Festigkeits-u. Zähigkeitseigenschaften erzielen, durch Vergütungsgefüge
• Wie funktioniert das Pendelglühen bzw Glühen auf kugelige Carbide? Erwärmen um der Ac1- Linie (oberhalb, unterhalb oder pendelnd) und anschließendem langsamen Abkühlen Ziel--> lamellaren oder Korngrenzenzementit kugelig (=energieärmster Zustand) einzuformen, um Zerspanbarkeit zu erhöhen, Umformbarkeit von kohlenstoffreichen Stählen zu verbessern und einen möglichst weichen Zustand zu erzielen
• Was ist die Kristallerholung bei kaltverformten Stahl beispielsweise? Passiert zwischen 300-500 Grad = Rückbildung einiger physikalischer Eigenschaften, Abbau der Eigenspannungen und Entfestigung(durch Umordnung von Versetzungen oder Abbau von Leerstellen)
• Was versteht man unter primärer Rekristallisation? Passiert bei weiterer Erwärmung durch Platzwechsel der Grundgitteratome (Diffusion). An deren Plätzen bilden sich nuee Keime mit nahezu ungestörtem Gitteraufbau. Nun wächst das entfestigte Gefüge unter Aufzehrung des Verformungsgefüges
• Nenne die drei Schritte des Rekristallisierens! Erwärmen auf Temp bei Stahl zw.500-600°C Halten langsames Abkühlen
• Wann entsteht beim Rekristallisationsglühen ein grobes Korn? Bei geringen Umformungsgrad (=kritischer Umformungsgrad 5-15%) oder wenn man zu lange glüht
• Nenne einige Eigenschaften von Kunststoffe! geringe DIchte Isolierend transparent  chem. beständig durchlässig recyclebar
• Was sind organische Polymere? Baustoffe der Natur wie Holz, Leder, Sehnen, Baumwolle
• Welcher Unterschied besteht zwischen thermoplastische und duroplastische KST? Thermoplastisch, Moleküllketten verschlauft aber unvernetzt, schmelzbar Atombindung innerhalb der Molekülkette Über der Glastemperatur wird der WST breiig (bearbeiten wie schweißen) Duroplaste, Molekülketten über Vernetzungsknoten vernetzt (= Riesenmolekükette) Atobindung innerhalb der Molekülkette sowie zwischen Makromoleküle fest spröde über der Glastemperatur zersetzt sich der WST
• Was ist ein Vernetzungsknoten Hauptvalenzbindung zwischen Makromoleküle
• Was ist unter einem teilkristallinen Thermoplast zu verstehen? Regelmässige Anordnung aufgrund von Ladungsschwerpunkten und Nebenvalenzbindungen = kristalliner Teilbereich (= hohe Festigkeit, E-Modul und Dichte wie bei Metallen) parallele Ausrichtung der Makromoleküle Bestimmt mech. Eigenschaften der Kunststoffe Unregelmässige Anordnung , sprich großer Molekülabstand, geringe Bindungskräfte = amorpher Teilbereich
• Welche Vorteile bilden teilkristalline Thermplaste? hihe Festigkeit und Wärmefestigkeit durch kristalline Bereiche sowie gute Zähigkeit durch amorphe Bereiche
• Definiere kovalente Bindungen bei KST! Wechselwirkung der Valenzelektronen (Außenelektronen) mit Atomkern der beteiligten Atome. Die Atome bilden zwischen sich mindestens ein Elektronenpaar aus
• Erkläre Polykondensation! Verknüpfung niedermolekularen Verbindungen unter Abspaltung eines Nebenprodukts Bsp.: Plyester, Polyamid, Zweikomponentenkleber
• Erkläre die Polyaddition! Verknüpfung gleich- oder verschiedenartiger Moleküle ohne Abspaltung eines Nebenprodukts. Bsp.Epoxidharz
• Wie unterscheiden sich Hauptvalenzbindungen und Nebenvalenzbindung? Hauptvalenzbindung = kovalente Bindung = Elektronenpaarbindung => starke Bindung Nebenvalenzbindung =  Dipolkräfte = Wasserstoffbrückenbindung; Kräfte zwischen Fadenmoleküle => schwache Bindung, bestimmen mech/therm. Eig. d. Kunststoffe
• Was sind Nebenvalenzkräfte? Wechselwirkung zw. Molekülen
• Was sind Dipolkräfte? elektrostatische Anziehung zw. Molekülen
• Was sind Wasserstoffbrückenbindungen? Wechselwirkung, wenn Wasserstoffatom in ein Molekül eingebunden ist. (= Ladungsverschiebung)
• Wozu dienen Hilfs-u. Zusatzstoffe bei der Kunststoffherstellung? Nenne einige Bsp Verbessern Verarbeitungs- u Gebrauchseigenschaften Bsp. Weichmacher, Füllstoffe, Treibmittel, Farbstoffe, Stabilisatoren
• Wie funktioniert die Quellbarkeit bei KST? Kleine Fremdatome können sich zwischen den Makromolekülen einlagern und dadurch die Bindungskräfte herabsetzen. Dadurch werden KST weicher
• Nenne die Umwandlungstemperaturbereiche von KST! Glasübergangstemperatur Schmelztemperatur Zersetzungstemperatur
• Definiere den Begriff Glasübergangstemperatur! Unterhalb dieser Temperatur bewegen sich die Makromoleküle nicht mehr, sie frieren ein. Bei weiterer Abkühlung werden sie immer härter bis sie schließlilch glasartig werden und total verspröden. Oberhalb dieser Temo wird KST weich-breiig bis gummiartig (viskoelastisch) -->Festigkeit wird vermindert und Dehnung erhöht
• wie kann man zu viskoelastisch noch sagen? gummiartig
• Wieso dehnen sich KST bei Erwärmung mehr aus als Metalle? Aufgrund der kleinen zwischenmolekularen Bindungen und der zunehmenden Beweglichkeit der Moleküle bei ansteigender Temp
• Welche Thermoplaste neigen zur Wasseraufnahme und welche nicht? PA - neigt zu Wasseraufnahme PP,PE - nehmen kaum Wasser auf
• Wozu führt Altern bei KST ? Rissbildng Sprödigkeit farbliche Veränderung bis hin zu abnehmenden Transparenz
• Was begünstigt altern bei KST? Was ändert sich im Inneren? UV-Strahlung, Temperaturwechsel, Chemikalien Grad der Vernetzungen ändert sich, Makromoleküle werden abgebaut
• Zeichne die Spannungs-Dehnungsdiagramme von Duroplaste, Thermoplast (amoph und teilkristallin) sowie Elastomere Siehe Seidel Buch S.310 Bild 10.2-2
• Warum sind Duroplaste fest und spröd Temperaturabhängigkeit der mech. EIg ist viel weniger ausgeprägt als bei Thermoplaste, da räumliche Vernetzung der Haupvalenzbindungen kein Abgleiten der Moleküle zulässt
• Welches Verhalten zeigen amorphe Thermoplaste über der Glasübergangstemp.? überweigend viskoelastisch und zäh niedrige Festigkeit niedriges E-Modul
• Was ist Viskoelastizität? Unter diesem Begriff wird eine zeitabhängige Verformung verstanden. Wird ein Bauteil/Probe belastet, steigt mit gleich bleibender Last die Dehnung. Bei Entlastung geht der Körper nicht sofort zurück, sondern erst nach einer gewissen Zeit
• Beschreibe die Ursache hinter viskoelastischen Materialverhalten bei KST Das liegt an den unterschiedlich großen molekularen Bindungskräften, die von den Molekülabständen abhängt Deiser Abstand kann durch die Eigenbewegung der Moleküle verändert werden, sodass der Widerstand , den die Nebenvalenzbindungen der Verformung entgegensetzt, veränderbar ist
• Welcher technologischer Ablauf ist erforderlich, wenn man Thermoplasten Formteile herstellen möchte? Plastizifieren Formfüllen Abkühlen

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