Maschinenbau Werkstoffkunde (Fach) / Werkstoffkunde 2 (Lektion)
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Werkstoffkunde 2 (TUM) - Eisenbasiswerkstoffe - Nickellegierungen - Leichtmetalle - Werkstoffe auf Kupferbasis - Titan und Titanlegierungen - Keramik und Glas - Polymerwerkstoffe - Verbundwerkstoffe
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- Welche Elemente werden hinzu legiert um Eisenbasiswerkstoffe ... Cr und oft auch Ni
- Wie werden Stähle bezeichnet die im Kurznamen mit ... - hochlegierte Stähle - alle Multiplikatoren bis auf den für das C werden aufgehoben
- Welche Eigenschaft müssen hochlegierte Stähle und ... der mittlere Gehalt einzelner Legierungselemente muss mehr als 5% betragen
- Welcher chemischer Vorteil kann sich im Eisenbasiswerkstoff ... Es kann sich eine Cr2O3-Deckschicht bilden, die eine weitere chemische Reaktion mit Flüssigkeit oder Gas behindert
- Welche zwei Bedingungen müssen für einen korrosionsfreien ... - mind. 12-13% an Cr - Cr muss gleichmäßig im Gefüge verteilt sein
- Wie werden Stähle bezeichnet die rost-, säure-, ... RSH-Stähle
- Was kann bei einem Cr-Gehalt < 12% auftreten? Warum? ... lokaler Korrosionsangriff -> Kornzerfall / interkristalline Korrosion (IK) Der häufigste Grund ist die Karbidbildung an den Korngrenzen. Die Karbide binden sehr viele Cr-Atome ab und diese fehlen jetzt ...
- Nenne drei Maßnahmen die einer lokalen Korrosion ... 1) C-Gehalt reduzieren 2) C mit Legierungszusätzen, die höhere C-Affinität als Chrom haben, abbinden (Nb oder V) 3) Temperaturbereich meiden, in dem Karbidbildung stattfindet
- Was änder sich in einem Stahl ab einem Cr-Gehalt ... - Fe wird umwandlungsfrei, d.h. alpha->gamma Umwandlung findet nicht mehr statt, weil das Cr das alpha-Fe stabilisiert - der Stahl kann nicht mehr normalisiert oder austenisiert werden-> phasenumwandlungsbedingte ...
- Was bewirkt das Legierungselement Nickel im Stahl? - durch das hinzu Legieren von Nickel wird die kfz-Phase des Eisens (Austenit / gamma-Fe) stabilisiert - ab 30% Nickel-Gehalt wird das Austenit so stabil, dass bei einer zügigen Abkühlung von 1000°C ...
- Was enthalten hochlegierte ferritische Stähle? - mind. 12% Cr - Mo oder Ti - max. 0,1% C
- Was versteht man unter der 475°C-Versprödung? Bei Temperaturen zwischen 400-550°C entmischt sich Fe und Cr-> es entstehen chromarme und chromreiche Bereiche-> Chrom als Metall spröde-> chromangereicherte Bereiche ebenfalls spröde
- Nenne vier Versprödungsmechanismen gegen die Ferritische ... 1) 475°C-Versprödung -> 400-550°C 2) Karbidbildung -> 600-800°C 3) Versprödung der omega-Phase -> 600-800°C (langer Zeit) 4) Grobkornbildung -> ab 950°C
- Nenne einen Vor- und einen Nachteil der ferritischen ... + beständig gegen Cl-Ionen - Dauereinsatz bei hohen Temperaturen (anfällig gegen alle Versprödungsmechanismen)
- Wie sind die martensitischen Stähle definiert? Welche ... - C-Gehalt zwichen 0,1 - 0,4 ; sonst wie ferritische + vergütbar+ 475°C-Versprödung stellt keine Gefahr mehr da
- Nenne die beiden Hauptvorteile der martensitischen ... + Korrosionsbeständig+ Verschleißbeständig -> chirugische Instrumente
- Nenne die drei Grupppen der hochlegierten Stähle ... 1) Ferritische Stähle -> alpha-Fe (krz) 2) Martensitische Stähle -> tetragonal verspanntes gamma-Fe (kfz) 3) Austenitische Stähle -> gamma-Fe (kfz)
- Wie sind die hochlegierten austenitischen Stähle ... - Ferrit (5-10%)- Cr:Ni-Verhältnis von ca. 2:1- Kohlenstoffgehalt < 0,12%- evtl. stabilisiert durch Ti, Mo oder Nb (Karbidbildner)
- Nenne einen Vor- und zwei Nachteile der hochlegierten ... + hohe Kaltverfestigung - IK durch Karbidbildung und gamma-Versprödung- nicht beständig gegen Cl-Ionen (Ausnahme: Mo-Zusatz)
- Vergleiche die Streckgrenzen der hochlegierten Stähle! ... 1) Martensitische Stähle <600 N/mm² 2) Ferritische Stähle <400 N/mm² 3) Austenitische Stähle ca. 250 N/mm² (durch Kaltverfestigung starke Erhöhung)
- Welcher Unterschied besteht zwischen austenitischen ... Vollaustenitische Stähle: - enthalten kein Ferrit- Verhältnis Cr:Ni bei 3:2 bis 1:1 (mehr Nickel!)- unmagnetisierbar
- Wie lassen sich hitze- und zunderbeständige Stähle ... - enthalten Al oder Si -> stabile OxidschichtODER- Cr- und Ni-Gehalt übersteigt zusammen 40%
- Was ist beim Einsatz von hitze- und zunderbeständigen ... Diese Stähle können dauerhafte Temperaturen > 800°C ertragenABERzwischen 450 und 800°C übliche Versprödungsmechanismen
- Wie ist das Schaeffler-Diagramm aufgebaut? Welches ... über Nickel- und Chromäquivalent werden die nach dem Schweißen zur erwartenden Phasenzusammensetzungen und Versprödungsmechanismen dargestellt Das Ziel ist die Zusammensetzung des Schweißguts so ...
- Welche Voraussetzungen sind notwendig, um eine Eisen-Nickel-Legierung ... - 30-80%-Ni - Legierung des gamma-Bereichs (kfz)
- Erkläre die Temperaturhysterese des Umwandlungsablaufes ... In einem bestimmten Temperaturbereich kann bei gleicher Temperatur sowohl ein krz alpha-Gitter als auch ein kfz gamma-Gitter auftreten, je nachdem, ob man durch Erhitzen oder durch Abkühlen in dieses ...
- Woher kommt die Bezeichnung Maraging-Stähle? Wie ... maraging = martensite + aging (engl.) auch Martensitaushärtende Stähle genannt
- Was ist der große Vorteil von Maraging-Stählen? ... - vereinen hohe Festigkeit und Zähigkeit - wegen der möglichen Vergröberung der Ausscheidungen ist die maximale Einsatztemperatur begrenzt
- Welche drei Schritte sind erforderlich um einen Maraging-Stahl ... 1) Mischkristallhärtung -> fast reines Eisen (0,02% C) mit 15-20% Ni zulegieren(auch Voraussetzung für martensitische Umwandlung) 2) Härtung durch Gitterbaufehler -> bei der martensitischen Umwandlung ...
- Nenne drei allgemeine Eigenschaften von Nickel! - gute Umformbarkeit (kfz-Gitter) - hohe Korrosionsbeständigkeit - mechanische Eigenschaften sind etwa die gleichen wie die von Baustahl
- Was bedeutet weichmagnetisch? Der Werkstoff ist leicht ummagnetisierbar
- Nenne die fünf weichmagnetischen Werkstoffgruppen! ... - Fe-Ni ab 30% Nickel - Reineisen - Fe-Si - Fe-Co - Ferrite
- Was bedeutet Magnetostriktion? Magnetostriktion (MS): Als MS bezeichnet man die Ausrichtung von magnetischen Domänen, die bei positiver MS zur Kontraktion der Probe führt. (magnetische Domäne = Bezirke einheitlich angeordneter Elektronenspins) ...
- Welche Besonderheit besitzt der Werkstoff INVAR? Wie ... - äußerst geringe thermische Ausdehnung - Fe + 35% Ni
- Welche zwei Vorgänge beeinflussen den Ausdehnungskoeffizienten ... 1.) normale Warmausdehnung durch thermische Gitterschwingungen2.) positive Magnetostriktion (MS) lässt den Werkstoff kontrahieren Mit steigendem Ni-Gehalt nimmt MS ab und die Curie-Temperatur zu-> im ...
- Wie kann man das Zusammenspiel von thermischer Ausdehnung ... 1.) möglichst kleiner Ausdehnungskoeffizient generieren -> INVAR 2.) in einem bestimmten Temperaturbereich einen temperaturunabhängigen Ausdehnungskoeffizient generieren -> Uhrenindustrie
- Auf welcher Basis und für welche Einsatztemperaturen ... - Basis von NiCr20 - Einsatztemperaturen 800-1000°C
- Welche vorteilhaften Eigenschaften bietet eine hochwarmfeste ... sehr zunderbeständig und sehr kriechfest bei Einsatztemperaturen von 800-1000°C
- Warum ist eine hochwarmfeste Nickelbasislegierung ... Die Legierung bildet eine dichte Oxidschicht mit wenig Fehlstellen Oxidschicht aus Cr2O3, Al2O3, NiO
- Welche vier Ziele werden bei der Aushärtung von hochwarmfesten ... 1) feine und stabile Ausscheidungen 2) Stapelfehlerenergie möglichst niedrig 3) grobkörniges Gefüge 4) hohe Rekristallisationstemperatur
- Was bewirkt die niedrige Stapelfehlerenergie der gamma-Matrix ... - weit aufgespaltene Partialversetzung und Ablagerung einer Partialversetzung auf einer (100)-Ebene -> Lomer-Cotrell-Lock ( (100)-Ebene im kfz-Gitter keine Gleitebene) -> erst bei sehr hohen Temperaturen ...
- Was bewirkt die gute Kriechbeständigkeit der hochwarmfesten ... grobkörniges GefügeZUSAMMEN MITausgeschiedenen Teilchen
- Nenne die drei Schritte der Wärmebehandlung bei der ... 1.) Lösungsglühen - 1000°C für 1h 2.) Auslagerung - 800°C für 8h 3.) Ausscheidungen stabilisieren - 620°C für 8h
- In welchem Gebiet wird der Werkstoff IN718 häuptsächlich ... - Gasturbinenbau -> Streckgrenze=600MPa bei 700°C - 58 Ni - 17 Fe - 17 Cr - 5 Nb - 3 Mo - IN = Inconel; 718 = Auslagerungstemperatur
- Auf welcher Legierung basieren die Formgedächtnis-Legierungen? ... - Ni-Ti-Legierung - Medizintechnik, Mess- und Regelungstechnik als temperaturgesteuertes Element
- Wie funktioniert der Formgedächtniseffekt? - Mischkristall mit spannungsinduziertem Martensit -> plötzliches Zurückklappen bei einer bestimmten Temperatur-> Spannung und Form wie bei Ausgang
- Zähle die Mischkristallhärtner und die Schutzschichtbildner ... Mischkristallhärtner: Fe, Cr, Co, Mo, W, Ta, Re Schutzschichtbildner: Al, Ti, Co (-> schützende Oxidschicht gegen Korrosion)
- Nenne die Ausscheidungshärter der Nickelsuperlegierungen ... - gamma'-Bildner: Al,Ti - Karbidbildner: Cr, Ti, Mo, W, Nb, Hf, Ta - Die Ausscheidungshärter bilden bei ihrer Ausscheidung mit Nickel eine weitere Phase und verzerren das gamma-Gitter der gamma-Ni-Matrix ...
- Nenne die fünf Bezeichnungen von Aluminium nach Herkunft ... Hüttenaluminium - Primäraluminium Reinstaluminium - 99,99% Reinheit Reinaluminium - 99 bis 99,9% Reinheit Reinaluminium U - Reinaluminium 2. Schmelzung aus hinreichend reinem Rücklauf Sekundäraluminium ...
- Nenne vier allgemeine Eigenschaften von Aluminium? - geringe Dichte (2,7 g/cm³) - relativ niedriger Preis - hohe Wärmeleitfähigkeit - gute Gießeigenschaften