Werkstoffkunde (Fach) / Kapitel 3 (Lektion)
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Phasenumwandlungen
Diese Lektion wurde von MarieLouise84 erstellt.
- Warum werden als technische Werkstoffe vor allem Legierungen verwendet? Durch den Zusatz anderer Elemente (meist metallisch) können Eigenschaften eines Metalls gezielt verändert werden und bestimmte Eigenschaftsprofile verwirklicht werden, z.B. die Zähigkeit. Insgesamt haben sie bessere Materialeigenschaften, eine höhere Festigkeit und sind vielseitiger einsetzbar.
- Was versteht man unter den Komponenten einer Legierung? Als Komponenten bezeichnet man die Ausgangsstoffe aus denen die Legierung hergestellt werden.
- Erklären sie den Unterschied zwischen Stoffmengen und chemischen Verbindungen. Stoffmengen lassen sich in beliebigen Massenmengen mischen chemische Verbindungen lassen sich nur in einem bestimmten Massenverhältnis mischen
- Was versteht man unter den Phasen einer Legierung? Phasen sind einheitliche (homogene) feste oder flüssige Teile eines Systems, die sich durch eine sichtbare Grenzfläche z.B. mikroskopisch von andersartigen Teilen unterscheiden (Schmelze, Kristalle)
- Was geschieht bei langsamer Abkühlung, wenn die Sättigungskonzentration überschritten wird? Es bilden sich Segregate.
- Welche Merkmale haben intermediäre Phasen? - neue, eigene Gitterstrukturen, die von den Gitterstrukturen der Komponenten abweichen - Einbau der Legierungsatome in ungefähr festen Verhältnis m:n - m:n ist ein Mittelwert der Atomverhältnisse
- Welche Unterschiede sind aus den Abkühlungskurven von Reinmetallen und Legierungen zu erkennen? Erklären Sie kurz die Unterschiede. Reine Metalle: erstarren bei einer konstanten Temperatur => Abkühlkurven weisen einen Schmelz- und einen Erstarrungspunkt auf Legierungen: erstarren bei einem bestimmten Temperaturbereich, da Schmelze und Kristalle unterschiedliche Lösungsfähigkeiten für die Legierungselemente aufweisen. => Die Abkühlkurven weisen Knickpunkte auf.
- Nennen Sie Bedingungen, unter denen Legierungen eine unbegrenzte Löslichkeit der Komponenten im festen Zustand aufweisen. Übereinstimmung verschiedener Eigenschaften der Legierungskomponenten wie: - Unterschiedliche Atomradien < 14 % - gleicher Gittertyp - gleiche Wertigkeiten (Zahl der Valenzelektronen)
- Erklären Sie Liquidus- und Soliduslinie eines 2-Stoff-Systems. Liquiduslinie oberhalb dieser Temperaturlinie sind alle Legierungen vollständig flüssig Soliduslinie unterhalb dieser Temperaturlinie sind alle Legierungen vollkommen fest
- Wodurch entsehen Kristallseigerungen? - durch schnelle (technische) Abkühlung im Ungleichgewicht
- Wie wird der Höchstwert für die Löslichkeit einer Komponente in der anderen genannt? Löslichkeitsgrenze (Sättigungskonzentration)
- Was geschieht bei langsamer Abkühlung, wenn die Sättigungskonzentration überschritten wird? Es werden Ausscheidungen gebildet.
- Was ist eine eutektoide Umwandlung? Phasenumwandlung im festen Zustand, bei der ein einphasige Mischkristall eutektoid in ein zweiphasiges Kristallgemisch zerfällt. γ → α + β (Temperatur konstant)
- Nennen Sie Phasenumwandlungen im festen Zustand a.) mit Konzentrationsänderung b.) ohne Konzentrationsänderung a.) - eutektoide Phasenumwandlung - Ausscheidung von Sekundärkristallen α → α + βseg b.) - polymorphe Umwandlung γ ↔ α - Martensitumwandlung - Rekristallisation - Kornwachstum