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Stahlkunde (Fach) / Grundlagen (Lektion)

Diese Lektion wurde von romikov1989 erstellt.

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• Welche Bedeutung hat das „X“ in einer Stahlbezeichnung? X =^ Hochlegierter Stahl HS =^ Schnellarbeitsstähle
• Welche Probleme können während des Stranggießens auftreten? Geschw. der Walzen muss genau auf die Gießtemp abgestimmt sein, da es bei nicht vollständiger Erstarrung zum Durchbruch kommt. Ist die Schmelze jedoch zu früh durchstarrt sind die Kräfte an der Walze zu groß und kann den Prozess lahmlegen
• Ordnen Sie folgende Eigenschaften dem Gusseisen mit Kugelgraphit bzw. dem Gusseisen mit Lamellengraphit zu! Doppelnennungen sind möglich! zäh, kerbempfindlich, hohe Druckfestigkeit, hohe Zugfestigkeit, korrosionsbeständig, schweißbar, spanbar, warmfest, schwingungsdämpfend s. Folie 50 (Antworten)
• Welche Varianten der Herstellung geschweißter Stahlrohre verwendet man? Pressschweißverfahren = ein auf Schweißtemperatur erwärmter Bandsteifen wird in einem Form-Schweiß-Walzwerk kontinuierlich zum Schlitzrohr geformt, wobei die unter Druck zusammengepressten Kanten durch "Feuerpressschweißen" verschweißt werden Widerstandspreßscheißen: Unter Krafteinwirkung von zwei Elektroden fließt ein hoher Strom->Wärme->punktartige Schmelze->Verschmelzung an Schweißpunkten
• Welche Verfahren zum Trennen von Stahlprodukten werden verwendet? Drehen Fräsen Bohren Zerteilen Spanen Abtragen
• Weshalb sind austenitische Stähle nicht härtbar? Bei austenitischen Stählen findet bei der Wärmebehandlung, im Gegensatz zu martensitischen Stählen, keine Gefügeumwandlung statt. ->Keine Härtung durch Wärmebehandlung möglich (Nur Ascheidungshärtung möglich und auch nur bei bestimmten Austenit-Stählen)
• Welche chemischen Reaktionen beobachtet man bei der Direktreduktion vom Hämatit mit Erdgas? CH4 + H2O -> CO + 3H2 CH4 + CO2 -> 2CO + 2H2 Fe2O3 + 3CO -> 2Fe + 3CO2 Fe2O3 + 3H2 -> 2Fe + 3H2O
• Was ist Hämatit? Oxidisches Eisenerz
• Welche Ziele verfolgt man beim Elektro-Schlacke-Umschmelzverfahren? -Man möchte Stähle mit: hoher Reinheit & gerichtet erstarrtem und somit fehlerfreiem Gefüge -hoher sulfidischer und oxidischer Reinheitsgrad -gleichmäßiges Erstarrungsgefüge -hohe Zugfestigkeit -gute Zähigkeit (auch im Kern)
• Welche Eigenschaftsunterschiede bestehen zwischen Grauguss mit Lamellengraphit und Stahl? -GG mit Lamellengraphit: C-Gehalt 3,2% - 3,6%, spröde, schwingungsdämpfend, geringe Zugfestigkeit -Stahl: C-Gehalt 0,5 - 1,7%, plastisch verformbar, zugfest
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• Was versteht man unter Nieten, Stanznieten und Durchsetzfügen? -Nieten: Verfahren zum Fügen von Blechteilen. Ein Niet (plastisch verformbares Verbindungselement) stellt eine formschlüssige Nietverbindung zweier Bauteile dar. -Stanznieten: Nicht lösbare Verbindung von Belchen ohne das beim normalen Nieten notwendige Vorlochen -Durchsetzfügen: Die zu verbindenden Bleche werden mit einem Stempel punktförmig in ein Matritze gedrückt.
• Welches Ziel hat das Einsatzhärten? Einsatzhärten =^ Aufkohlen, Härten, Anlassen Stahl Ziel->weicher, zäher Kern bei harter Oberfläche
• Was ist Ferrit? Bezeichnung für kristallographische Modifikation des Eisens (krz). Reines Eisen liegt unter 911°C als α-Ferrit vor, zwischen 1392°C und 1536°C als δ-Ferrit
• Welche Ursachen und Konsequenzen bestehen hinsichtlich der Unterteilung der Umformvorgänge in die Bereiche „warm“ und „kalt“? Warmumformen: Umformen oberhalb der Rekristallisationstemp. Während des Formens finden Erholung & Entfestigungsprozesse statt. --->große Umformbarkeit, geringer Umformkräfte, schlechte Toleranzen und Oberflächen (vgl. Kalt) Kaltumformen: unterhalb Rekristallisationstemperatur----->Enge Toleranzen, keine Verzunderung der Oberfläche, Erhöhung der Festigkeit, Gefüge leidet -> evtl. nicht mehr schweißbar
• Welchen Vorbehandlungen werden Eisenerze unterworfen? Roherz->Brechen->Mischen->Mahlen->Sieben->Flotieren Feinerz: Mischen/Homogenisieren, Sintern (zusammenbacken), Klassieren
• Welche beiden grundsätzlichen Ausbildungsarten von Grauguss kennen Sie? GG mit: -Kugelgraphit -Lamellengraphit
• Was bezweckt man mit Wärmebehandlungen? Welche Verfahren gehören dazu? (Verfahren, mit denen Man gewisse Werkstoffeigenschaften erzielen möchte, durch Änderung der Temperatur) -Spannungsarmglühen -Weichglühen -Normalglühen -Grobkordnglühen -Diffusionsglühen -Rekristallisationsglühen
• Wann wird Stahl kalt (d.h. nicht warm) umgeformt? -Wenn man Folgendes will: Enge Toleranzen, hohe Oberflächengüte
• Was bewirkt fein verteilter Zementit im Stahl? ->Perlitbildung (Gemisch aus Ferrit & Zementit) ->führt zu höherer Festigkeit aber auch zu höherer Sprödigkeit. Teilweise nicht mehr bearbeitbar, da zu spröde
• Welche Gasmengen müssen pro Tonne Roheisen dem Hochofenprozess zugeführt bzw. von ihm abgeführt werden? Bedarf: Koks 1000t, Erz und Kalk 2500t, Wind 4.200.000m³ Erzeugung: Roheisen 1000t, Gichtgas 4.000.000m³, Schlacke 700t Also 4200m³ Wind rein, 4000m³ Gichtgas raus
• Was sind Langerzeugnisse? -Walzerzeugnisse aus Metallen und Legierungen, deren Länge sehr viel größer ist als die Dicke und Breite. Man unterscheidet folgende Langprodukte: -Über Länge gleichbleibender Querschnitt
• Was ist Normalglühen? Normalglühen: Wärmebehandlungsverfahren knapp oberhalb des Umwandlungspunktes mit nachfolgendem Abkühlen an ruhender Atmosphäre. Gefügeungleichmäßigkeiten werden beseitigt->feinkörniges, gleichmäßiges Gefüge mit optimalen Festigkeits- und Verformbarkeitseigenschaften
• Welche Stoffkreisläufe innerhalb der Stahlindustrie dienen der nachhaltigen Ressourcennutzung? s. Folie 69
• Welche Fügeverfahren kommen bei der Verarbeitung von Stahl zum Einsatz? -Formschluss: Falzen, Verzahnen -Kraftschluss: Nieten, Schrauben -Stoffschluss: Kleben, Löten, Schweißen
• Was ist Rekristallisationsglühen? Glühen bei Temp im Rekristallisationsbereich (Stahl ~ 550°C - 700°C) nach einer Kaltverformung, um Gefügezustand wieder herzustellen
• Welche Sauerstoffblasverfahren werden zur Stahlherstellung verwendet? Nennen Sie Vor- und Nachteile! LD bzw. LDAC-Verfahren (Sauerstoff von oben): Nachteile: Überoxidation, Reaktion Metall/Schlacke, Baddurchmischung - Vorteile: Flexibel, Schlackenbildung OMB-Verfahren (Sauerstoff von unten): Nachteile: Schlackenbildung, Schrottsatz - Vorteile: geringe Überoxidation, Baddurchmischung, Reaktion Metall/Schlacke Kombiniert: Vorteile: geringe Überoxidierung, gute Baddurchmischung, flexibel, gute Metall/Schlacke-Reaktion, Schlackenbildung
• Welche Arbeiten werden in der Zurichtung (Adjustage) ausgeführt? Adjustage= Bearbeitungsvorgänge, die nach dem Walzen zur Endbearbeitung des Walzgutes angeführt werden. -Richten -Trennen -Signieren, Stempeln, -Schleifen -Probenentnahme -Beizen, Strahlen, Schleifen
• Was ist das Ziel des Spannungsarmglühens? Das Spannungsarmglühen erfolgt mit dem Zweck, im Werkstückinneren Spannungen abzubauen. Bei Stahl ~ 550°C - 650°C, wobei der Werkstoff den Spannungen entsprechend plastisch zu fließen beginnt.
• Wie funktioniert das Richten von Stahlprodukten? Richten = Umformen, vergleichbar mit Biegen, Nachbearbeitung (oft nach Wärmebehandlung) Bleche: (Warm oder Kaltrichten) Blech wird durch eine Gruppe oberer und unterer Rollen geführt (eine Art Schlangenlinie, also Biegung in beide Richtungen). Gebogen bis Steeckgrenze (aber nicht drüber) ->Ungerade Blechstücke überschreiten diese ->plastische Verformung in gewünschte Form
• Was versteht man unter Freiformschmieden, was unter Gesenkschmieden? Das Gesenkschmieden unterscheidet sich vom Freiformschmieden darin, dass das Schmiedestück nahezu völlig vom geschlossenen Werkzeug, dem Gesenk, umschlossen wird (Zeichnung siehe Antwortfolie Frage 76)
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• Was ist das Ziel des Rekristallisationsglühens? Nach Kaltverformung steigt Festigkeit, die Verformbarkeit sinkt. (Kaltverfestigung) ->Rekristallisationsglühen muss durchgeführt werden um den ursprünglichen Gefügezustand wiederherzustellen.
• Was ist Rekristallisationsglühen? Glühen bei Temp. im Rekristallisationsbereich (Stahl ~ 550°C - 700°C) nach einer Kaltverfestigung
• Was versteht man unter Schmelzreduktionsverfahren? Wie unterscheiden sie sich vom Hochofen? Schmelzreduktion= flüssiges Eisen in zwei Schritten Zuerst werden die Erze zu Eisenschwamm reduziert, im zweiten Schritt erfolgt die Endreaktion, das Aufschmelzen und die Aufkohlung zu Roheisen Unterschiede Hochofen: Kohle verwendbar, Niedrige Legierungsgehalte möglich, höhere Flexibilität hinsichtlich Heterogenität der Beschickung Nachteil: Komplexität, riesige Mengen Corexgas, welche verwertet werden müssen
• Welche Vor- und Nachteile besitzt Gusseisen mit Lamellengraphit? Vorteile: hohe Druckfestigkeit, gute Spanbarkeit, Schwingungsdämpfend, gute Gießbarkeit, gute Formsteifigkeit Nachteile: geringe Zugfestigkeit, spröde, geringe Zähigkeit, schlechte Verformbarkeit
• Das Verformungsvermögen eines ferritisch-perlitischen Stahls ist begrenzt. Welche Möglichkeiten gibt es, bei einem durch Kaltverformung verfestigten ferritisch-perlitischen Stahl das Umformvermögen zu erhöhen? Durch Normalglühen (Gefügeungleichmäßigkeiten die durch die Kaltverformung entstanden sind verringern sich)
• Wozu dient die Erzvorbereitung? Welche Verfahrensschritte kommen zum Einsatz? -Partikelgröße einstellen -Zerkleinern -Agglomerationen (anhäufen, vergrößern eines Partikels) Dient zur Einstellung der optimalen Partikelgröße für spätere Prozesse
• Welche Bauarten der Anlagentypen für das Stranggießen unterscheidet man? Welche Gründe haben diese Bauformen? -Senkrecht-Anlage: höhere Bauform, Unreinheiten wandern hoch, keine Risse durch Biegen -Senkrecht-Abbiegeanlage: kurz, Risse durch Biegen -Anlage mit progressiver Abbiegung -Kreisbogen-Anlage
• Was ist das Ziel des Weichglühens? Erhöhung Zerspanbarkeit und Kaltverformbarkeit (verringert Härte)
• Welche Unterteilung der Bezeichnung von Walzgerüsten wird vorgenommen? Längswalzen: (Verzweigender Pfeil)-> Flach & Profil Querwalzen: (Verzweigender Pfeil)-> Flach & Profil Schrägwalzen
• Was versteht man unter Blöcken, Brammen und Knüppeln? Block: Halbzeug aus Stahl mit quadr. Querschnitt (oderzylindrisch) Bramme: Block aus Stahl, dessen Breite und Läne ein Mehrfaches seiner Dicke sind Knüppel: Halbzeug aus Stahl mit quadr. oder rechteck. Querschnitt, Kanten sind abgerundet
• Was ist Vergüten? Kombination aus Härten & Anlassen von Stahl, bei höherer Temp. => hohe Festigkeit + hohe Zähigkeit stark erhitzen (750°C - 900°C) -> Abschrecken -> Anlassen (150°C - 700°C)
• Was versteht man unter Anlassen? Wärmebehandlung, in der ein Werkstoff gezielt erwärmt wird, um seine Eigenschaften zu beeinflussen, insbesondere um Spannungen abzubauen aber auch rein zu dekorativen Zwecken.
• Welche Strategie verbirgt sich hinter dem Begriff Sekundärmetallurgie? Sekundärmetallurgie = Nachbehandlung von Stahl nach dem Frischen In speziellen Aggregaten werden so z.B. Legierungselemente eingebracht, die Schmelze homogenisiert, entschwefelt usw. Sie dient der Erhöhung der Qualität des Stahls.
• Was versteht man unter dem Begriff Sekundärmetallurgie? Sekundärmetallurgie = Nachbehandlung von Stahl nach dem Frischen
• Welche Zuschlagstoffe verwendet man im Hochofen? Welche Aufgaben haben sie? Siliciumoxid (Quarzsand) & Calciumoxid -Bindung unerwünschter Bestandteile (z.B. Schwefel) -senken Schmelztemp von Eisen
• Was ist das Ziel des Normalglühens? Gefügeungleichmäßigkeiten beseitigen ->feinkörniges, gleichmäßiges Gefüge mit optimalen Festigkeits- und Verformbarkeitseigenschaften
• Welche Gruppen des Umformens unterscheidet man hinsichtlich Belastungszustand? -Druckumformung: Walzen, Schmieden -Zugdruckumformung: Durchziehen, Tiefziehen -Zugumformen: Längen, Tiefen, Drahtziehen -Biegeumformung: Walzbiegen
• Was ist Temperguss? Temperguss = Eisenkohlenstoff-Werkstoff der graphitfrei erstarrt (≠ Grauguss) und somit hart&spröde ist. Wird im Anschluss lange erhitzt (=Tempern) wodurch das Zementit zerfällt und sich Graphit bildet. (Knöllchenförm) =>Keine Kerben wie bei Gusseisen mit Lamellengraphit =>bessere Eigenschaften: zäh und gut bearbeitbar
• Welches Ziel hat das Vergüten? Vergüten= Härten + anschlißendes Anlassen von Stahl Ziel: hohe Festigkeit bei hoher Zähigkeit
• Was ist Vergüten? Härten + anschließendes Anlassen von Stahl

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