Werkstoffkunde (Fach) / Werkstoffkude (Lektion)

allgemein wissen zu werkstoffkunde

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• Werkstoffgruppen Stähle= Baustahl Eisenguswerkstoffe = Gusseisen Schwermetalle (dichte > 5 kg/dm³) = Kupfer, Zinn, Blei Leichtmetalle (dichte < 5 kg7dm³) =  Aluminium, Magnesium, Titan künstliche Werkstoffe = kunstoffe, kermaik Naturstoffe= Holz Verbundwerkstoffe cfk, GFK
• Auswahl Grundsatz der Werkstoffauswahl? Eigenschaftsprofil des Bauteils = Anforderungsprofil des Bauteils
• physikalische Werktoffeigenschaften Dichte thermische Längenausdehnung Wärmeleitfähigeit elktrische leitfähigkeit Schmelztemperatur
• mechanisch-technologische eigenschaften Härte Zugfestigkeit festigkeit verschleißfestgkeit Verformun( elasitsch, plasitsch)
• fertigungstechnische Egeschaften Härtbarkeit umformbarkeit gießbarkeit schweißbarkeit zerspanbarkeit
• fertigungstechnische Egeschaften Härtbarkeit umformbarkeit gießbarkeit schweißbarkeit zerspanbarkeit
• chemisch- technologische Eigenschaften Korrosionsbeständigkeit brennbarkeit Verzunderungsbeständigkeit
• Teilschritte der Stahlherstellung Eisenerz ( Reduktion) --> Roheisen ( Oxidation der Roheisenbegleiter) --> Rohstahl ( Raffination ( reinigung+ Veredelung)) --> Stahl
• Roheisenerzeugung + Stahlherstellung Aufbereitung der Erze Koks = gibt Wärme für die Reduktion Erze und koks schichtweise in Hochofen und dort wir unten das flüssige Roheisen abgenohmen und zur weiterverabreitung verwendet.
• Stahlerzeugung aus Roheisen (frischen) Sauerstoffaufblasverfahren Sauerstoffbodenblasverfahren kominiertes Blasverfahren
• Was ist Frischen? beim Frische von Roheisen zu Stahl werden der Kohlenstoffgehalt des Roheisen vermindert und die unerwünschten Begelitstoffe beseitigt.
• Nachbehandlung von Stahl Desoxidation Vakuumbehandlung Spülgasbehandlung Umschmelzverfahren
• Kristallgittertypen kubischraumzentriert (krz) kubsichflächenzentriert (kfz) hexagnolas Kristallgitter (hex)
• Gitterbaufehler Leerstelle = ncht besetzter Gitterplatz Fremdatom = Atome von einem anderen metalls, welche in das Grundmetall eingefügt sind Versetzung = linienfrmige Baufehler Zwischengitteratom= zwischen den Gitterplätzen atom
• Enstehung Metallgefüge 1. Metallschmelze 2. Begin der Kristallbildung 3. fortschreitende Kristallbildung 4. vollständige Erstarrung
• Gefüge + Eigenschaften feinköring= fester, besser verformbar robkörnig = besser spanbar
• Gefüge von reinen Metallen einheitliches Gefüge ale körner selbe struktur und selben aufbau
• Erstarren von Legierungen Mischkristalllegierungen= teilchen beiben beim erstarren gleichäßig erhalten Kristallgemenge= Teilchen der legierungselemente erstarren allein und teilchen des Grundmetalls erstarren allein
• Welche mischkristalltypen gibt es? Einlagerungsmischkristall Austauschmischkristall
• Welchen Einfluss hat Kohlenstoff? Verbesserung der Festigkeit, Zähigeit, Versprödung
• Gefügearten bei Eisenwerkstoffen unter 0,8% untereutektoidischer Stahl (Ferrit, Perlit) über 0,8% übereutektoidischer Stahl ( korgrenzen Zementit) genau 0,8% = Eutektoider Stahl ( Perlit)
• Erstarrungsverhalten reines Metall Erstarren in einem Haltepunkt (Abkühlungskurve z.B Blei
• Vollkommende Lösichkeit im festen Zustand Mischkristalllegierungen erstarren in einem Erstarrungsintervall Zustandsdiagramm= Zigarrenform
• vollkommende Löslichkeit im flüssigen Zustand, vollkommende unlöslichkeit im festen Zustand Kristallgemenge Form= V auf gerader Linie erstarren in einem Intervall mit Haltepukt eutektoidische Zusammensetzung
• fest nur bedingt löslich kombination aus beiden Fällen Form= Faschingsmütze
• Schmelztemperatur Stahl? 1536°C
• Gefügeumwandlung im festen Zustand? bei 723°C von Krz zu Kfz
• Eisenkohlenstoffdiagramm? Linie AC = Beginn der Erstarrung Linie AE= Ende der Erstarrun Bereich AESG= Werkstoff fest, besteht aus Austenitkritallen Linie GSE= Beginn der Gefügeveränderng im festen Zustand (Kristallgemenge) Bereich GSP= Ausscheidung von Ferrit Linie PSK= Austenit Konzentration von 0,8% Austenit wird zu Perlit
• Austenit Einlagerungmischkristall (kfz)
• Ferrit reines Eisen (krz)
• Perlit kristallgemenge aus ferrit und zementit
• Zementit Fe3O ( hart und spröde) Eisenkarbid
• Einteilung der Stähle nach Zusammensetzung Unlegierte Stähle Legierte Stähle
• Einteilung nach gerauchseigenschaften Grundstähle Qualitätsstähle Edelstähle mit sinkendem Pb und S Gehalt
• Einteilung der stähle nach Verwendung Baustähle Werkzeugstähle
• Bezeichnungssysteme a) Kurznamen b) werstoffnummern
• Kurzamen nach Verwendungszweck + Eigenschaften S 235 JR S = Stahl für Stahlbau 235 = Mindeststreckgrenze bei 235 N/mm² JR= Kerbschlagarbeit 27J  bei 20°C   E steht für Maschienbau
• unlegierte Stähle mit Mangangehalt C 45 E C= Kennzahl für Kohlenstooffgehalt 45= 0,45% Kohlenstoff E= Zusatzsymbol max. S- gehalt S= federn C= Kaltumformen
• legierte und unlegierte Stähle 16 Mn Cr 5 16= 0,16% Kohlenstoff Mn= 5/4= 1,25% Mn Cr= Anteile von cr Umrechunszahlen Mn, si, nie w, Cr, Co = 4 Man  sieht nie 4 weiße CroCodiele Al, cu, mo, Pb, Ta, Ti, V = 10 C, N, P, S= 100 B= 1000
• Liegierte Stähle X 10 Cr Ni 18- 8 X= Kennung hochlegierte Stähle 10=0,1% Kohlenstoffe Cr= 18% Cr Ni= 8% Ni  
• schnellarbeitsstähle HS 6-5-2-5 HS= Kennung schnellarbeitsstähle 6% W 5% Mo 2% V 5%Co W, Mo, V, Co
• Vorteile Edelstähle gegnüber Qualitätsstählen sorgfältige Herstellun verbesserte Desoxidation geauere Zusammensetzung höhreren Reinheitsgrad verbesserte Härtbarkeit
• Baustähle unlegierte Baustähle schweißgeeignete Feinkornbaustähe vergütungsstähle Automatenstähle Einsatzstähle Nitrierstähle
• Werkzeugstähle Kaltarbeitstähle Warmarbeittsstähle Schnellarbeitsstähle
• Nichtrostende Stähle hochlegierte Edelstähle ferritische Stähle Martensitische Sähle Austenitische stähle
• Ausgangsstoffe für Eisengusswerkstoffe Gießereiroheisen Stahlschrott Gussbruch Kreislaufmaterial Legierugselemente
• Öfen für die Gussherstellung Kubolofen Heißwind- Kundofen Induktions- Tiegelofen Lichtbogenofen
• Arte von Gusswerkstoffen Gusseisen mit Lamellengrafit ( En GJL) Gusseisen mit Kugelgrafit ( En GJS) Tempeguss ( En JMW/ MB) Stahlguss
• Einteilung der Nichteisenmetalle Leichtmetalle Dichte < 5 kg/ dm³ Schwermetalle Dichte > 5 kg/ dm³
• Leichtmetalle Aluminum Magnesium Titan

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