Werkstoffkunde (Fach) / Kapitel 2 (Lektion)
In dieser Lektion befinden sich 23 Karteikarten
Grundlagen der Metallkunde
Diese Lektion wurde von MarieLouise84 erstellt.
- Was verstehen Sie unter dem Begriff "Elementarzelle" eines Kristallgitters? Dies bezeichnet das kleinstmögliches regelmäßiges Element einer Kristallstruktur, das sich in alles 3 Raumrichtungen des Kristallgitters periodisch wiederholt.
- Nennen Sie die 3 wichtigsten Kristallgittertypen der Metalle. kubisch-raumzentriertes Kristallgitter (krz) - 8 Eckatome, 1 Atom in der Würfelmitte (Cr, V, W, M, Nb) kubisch-flächenzentriertes Kristallgitter (kfz) - deutlich dichter mit Atomen belegt als krz-Gitter - 8 Eckatome + je 1 Atom auf den Würfelflächen (Cu, Al, Ni, Au, Ag, Pl, Pb) hegagonal-dichtgepacktes Kristallgitter (hdp) - sechseckige Grundflächen - 12 Eckatome, 2 Atome auf den Außenflächen, 3 in den Lücken der Zwischenlage (Mg, Zn)
- Welche wichtigen mechanischen Eigenschaften der Metalle hängen vom Kristallgittertyp ab? Härte Festigkeit Zähigkeit
- Was haben da kfz- und das hdp-Kristallgitter gemeinsam? gleiche Packungsdichte (je höher die Anzahl ganzer Atome in einer Elemtarzelle, desto größer die Packungsdichte)
- Wodurch unterscheiden sich das kfz- und das hdp-Gitter voneinander? - unterschiedliche Stapelfolge der Gitterschichten kfz.: ABCABC hdp.: ABABAB - Anzahl der Gleitmöglichkeiten - Anzahl der Atome
- Was ist unter dem Begriff Polymorphie zu verstehen? Einige Metalle können in Abhängigkeit von Temperatur und Druck umkristallisieren und in unterschiedlichen Gittertypen auftreten. Fe (krz & kfz) Ti (hdp & krz)
- Wie sind amorphe Stoffe augebaut? - Atome sind regellos angeordnet - in unterschiedlichen Abständen - mit unterschiedlich starken Bindungen - nicht kristallin augebaut z.B. Gase, Flüssigkeiten, Glas, Kunststoff
- Erläutern Sie den Begriff Gefüge. Def.: Zusammenfügung aus mehreren Kristalliten (Körnern) Bei der Erstarrung von Metallschmelzen bilden sich zunächst an vielen Stellen kleine Kristallkeime, die wachsen, und schließlich aneinander stoßen.
- Weshalb liegt bei den meisten Metallen Quasiisotropie vor? Sie sind scheinbar isotrop aber sie kommen meist nicht in reiner Form vor, sondern in Mischformen (Legierungen).
- Wie entstehen Texturen in Metallen? - bei der Erstarrung (Stengelkristalle senkrecht zu Gussformwänden oder zu Schweißnahtkanten) - bei der Umformung (Zeilengefüge in Walzrichtung)
- Wie verändern punktförmige Gitterfehler das Kristallgitter in ihrer Umgebung? - die Atomabstände verändern sich - das Kristallgitter wird verzerrt
- Welche linienförmige Gitterfehler kennen Sie? - Stufenversetzungen - Schraubenversetzungen (Korngrenzen, Kleinwinkelkorngrenzen, Zwillingsgrenzen)
- Nennen Sie die metallkundlichen Mechanismen der plastischen Verformungin Metallen. - abgleiten von Atomebenen mit Hilfe der Versetzungswanderung - abgleiten von Gitterebenen -- Zwillingsbildung - klettern von Versetzungen über Leerstellen (nur bei hoher Temperatur)
- Wie werden die Gleitmöglichkeiten eines Kristallgitters berechnet? Anzahl der Gleitebenen * Anzahl der Gleitrichtungen
- Geben Sie die beiden bei allen Metallen wirksamen festigkeitssteigernden Mechanismen sowie die jeweils dabei wirksamen Kristallgitterfehler an. bei allen Metallen: - Kaltverfestigung durch hohe Versetzungsdichte - Korngrenzenhärtung durch Kongruenzflächenanteil in feinkörnigem Gefüge -- Feinkornhärtung bei Legierungen: - Mischkristallhärtung durch gelöste Fremdatome - Ausscheidungshärtung durch feinverteilte Ausscheidungen
- Erklären Sie die Eigenschaftsänderungen, welche durch eine Feinkornhärtung herbeigeführt werden. Festigkeitssteigerung in feinkörnigem Gefüge durch höheren Grenzflächenanteil, gleichzeitig steigt die Zähigkeit, da die Wahrscheinlichkeit höher ist das viele Gleitebenen günstig zur Schubspannung liegen.
-
- Was ist Diffusion? Unter Diffusion vertseht man die thermisch aktivierte Wanderung von Atomen und Ionen im Raumgitter über mehr als einen Atomabstand.
- Nennen Sie die Voraussetzungen für Diffusion? - hohe Anzahl von Leerstellen - hohe Temperatur und viel Zeit - Konzentrationsunterschiede - Ausscheidungsbestreben zwangsgelöster Atome
- Wie verändert sich der Diffusionskoeffizient mit der Temperatur? Je höher die Temperaturen, desto höher der Diffusionskoeffizient.
- Was sind die Voraussetzungen für Erholung und Rekristallisation? - glühen - hohe Versetzungsdichte - ausreichend hohe Temperatur
- Beschreiben sie die metallkundlichen Vorgänge bei der Erholung und der Rekristallisation. Erholung: Klettern von Versetzungen, umsortieren zu Subkorngrenzen Rekristallisation: umkristallisieren zu einem versetzungsarmen Gefüge
- Was ist die treibende Kraft für Kornwachstum? Verminderung der in den Korngrenzen gespeicherten Grenzflächenenergie.
- Wie werden bei der Rekristallisation feinkörnige Gefüge erzielt? - hoher Verformungsgrad - nicht zu hohe Glühtemperatur - nicht zu lange Glühzeit