Werkstoffkunde (Fach) / Klausur Werkstoffkunde TRB1 (Lektion)

Diese Fragen können in der Werkstoffkunde-Klausur kommen. Es wird empfohlen, die Karteikarten-PDF aus dem Datengrab parat zu haben, da in den Karteikarten hier manchmal auf Bilder verwiesen wird. Oft hat beim Kopieren leider der Zeilenumbruch nicht funktioniert. Im Zweifelsfall gilt das was in der PDF steht.

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• Was versteht man unter amorph? (ausführliche Beschreibung!) Amorph Bsp.: Quarzglas- Atome und Moleküle nichtregelmäßig angeordnet- Nahordnung- scheinbar feste Stoffe,eigentlich Flüssigkeiten mithoher Reibung- Erweichungspunkt
• Was versteht man unter polymorph? (mit 2 Beispielen) Polymorphie:Elemente kristallisieren inversch. ModifikationenBsp.: Fe, Kohlenstoff, Graphit,Diamant
• Was versteht man unter der kleinsten Einheit im Kristall? (ausführliche Beschreibung!) Elementarzelle:beschreibt den gesamtenKristallaufbaudurch Atomabstände und Bindungswinkelgekennzeichnet
• Was versteht man unter Anisotropie? Wo wird sie ausgenutzt? (ausführliche Beschreibung!) ausgeprägte Richtungsabhängigkeit imKristall = anisotropes Verhaltenentsteht durch Walzen, Kristallisation,Glühverfahrengewollt bei Trafoblechen aufgrund geringerUmmagnetisierungsverlusten
• Bei Transformatorblechen ist Textur erwünscht. Warum? Aufgrund der geringenUmmagnetisierungsverlusten
• Was versteht man unter Textur? (mit Skizze) ausgeprägteRichtungsabhängigkeitim Kristall= anisotropes Verhalten   (Bild 56)
• Nennen Sie eine Möglichkeit, wie man Textur erhält. Walzen, DrahtziehenKristallisationGlühverfahren
• Nennen Sie eine Eigenschaft der Legierungstypen und geben Sie den technischen Begriff für diese Typen an. 1. alpha-Fe 2. γ-Fe 3. Fe3C 1. alpha-Fe: Ferrit, magnetisierbar, krz,ungerade Korngrenzen2. γ-Fe: Austenit, nicht magnetisierbar,kfz, gerade Korngrenzen3. Fe3C:Zemetit, eutektische Legierung,magnetisch
• Welches Gefüge besitzt die geraden Korngrenzen? Austenit
• In welchem Punkt im Fe/C-Diagramm befindet sich das 1. Eutektikum 2. Eutektoid (Bild 60)
• Welches Gefüge entsteht im Eutektikum und im Eutektoid? 1. Eutektikum 2. Eutektoid 1. Ledeburit, Lötzinn, Aluminiumoxid2. Perlit = α-MK + Fe3C
• Wie und warum unterscheidet sich die Löslichkeit von C in alpha-Fe und in γ-Fe? α-Fe: krz, hat kleine Lücken und deswegen ist Ckaum löslich.γ-Fe ist kfz und durch die größeren Lückenim Gitter kann C leichter gelöst werden.Dieses wird dann so schnell abgekühlt, dass die Kohlenstoffteilchennicht entweichen können – das daraus entstandeneα-Fe (sog. Martensit) verformt sich, weil es eigentlich keinenKohlenstoff lösen kann – wird dadurch fester.
• Zeichnen Sie den Bereich ein, in dem man von Gußeisen spricht. ab 2,06% C-gehalt. (Bild 63)
• Erklären Sie ausführlich, wie das martenistische Gefüge entsteht. (mit Begründung) Bei sehr schneller Abkühlung entsteht das martensitischeGefüge. Die Diffusion wird durch diesehr hohe Abkühlungsgeschwindigkeit unterdrückt.Durch den teilweisen Zusammenfall des Raumgittersentsteht ein durch den Kohlenstoff verzerrtes undverspanntes Gitter, es entsteht Martensit. DasVergütungsgefüge entsteht durch das Anlassen desmartensitischen Gefüges oder durch gesteuerteAbkühlung auf dieses Gefüge.
• Vervollständigen Sie: Das martenistische Gefüge zeigt eine............................. Streckgrenze und eine .............................Härte. Das martenistische Gefüge zeigteine geringe Streckgrenze und eine hohe Härte.
• Wie bestimmt man die Härte eines Gefüges? mit Härteprüfverfahren:4-Eindringkörper1. Kugel Brünell-H. (HB)2. Kegel Rockwell-H. (HR)3. Pyramide Vickes-H. (HV)4. Pyramide Knogo-H (HK)
• Durch welches zerstörende Prüfvervahren kann der E-Modul bestimmt werden? Zugversuch
• Welche 2 weiteren Größen geben Auskunft über die Festigkeit eines Werkstoffes? (mit Skizze zur Bestimmung) Dehngrenzen Streckgrenzen (Bild 69)
• Was kennzeichnet den Kennwert, durch den der E-Modul bestimmt werden kann? Gittersteifigkeit und damit die Elastizität
• Welche 2 weiteren Größen geben Auskunft über die Festigkeit eines Werkstoffes? (mit Skizze zur Bestimmung) Dehngrenzen, Streckgrenzen (Bild 69)
• Welche 2 Größen geben Auskunft über die Verformbarkeit eines Werkstoffes Bruchdehnung,Brucheinschnürung
• Wie erhält man aus Sand poly-Silicium für die IC-Technologie? Quarzsand (SiO2)Reduktion mit CSi verunreinigtChlorwasserstoffSi-hochrein-poly
• Beschreiben Sie kurz 2 Verfahren, mit denen man monokristallines Silizium erzeugt. Tiegelziehverfahren:rotierender Impfkristall in SchmelzeZonenziehverfahren:rotierender Impfkristallpoly-Si wird durch Induktionsspuleaufgeschmolzen und kristallisiert als monounterhalb der Induktionsspule
• Wie heißt das zerstörungsfreie Prüfverfahren, um gehärtete Bauteile auf Risse zu prüfen? Magnetpulververfahren
• Beschreiben Sie das zerstörungsfreie Prüfverfahren, um gehärtete Bauteile auf Risse zu prüfen. 1. Prüfkörper wird magnetisiert2. Fe-Späne in fluorisierender Lsg.auf den Prüfkörper3. An den Rissen → Magnetfeld tritt alsStreufeld aus, hier lagern sich dieFe-Späne an4. mit UV Licht sichtbarIm Prozess angewendet
• Beschreiben Sie die Methode, mit der man Spannungen in einem Werkstück sichtbar machen kann. Optische Bank:Suchen, ob Nute/Kerbe Spannungen aufweistDas Werkstück wird hierfür in Plexiglas nachgebildet1. Lichtquelle2. Polarisator => Licht schwingt in einer Richtunng3. Werkstücknachbildung4. Polarisator => so, dass kein Licht durchkommt5. KameraDie Spannungen werden sichtbar, wo dasLicht depolarisiert, da sichSpannungsspitzen ausbilden => wird optisch hervorgehoben
• Was bewirkt eine Nut bzw. Kerbe im Werkstück? Durch die Kerbe entstehen lokaleSpannungsspitzen, welche dieFestigkeit des Körpers mindern.Bruchgefahr
• Beschreiben Sie die 4 Bindungstypen (mit 1 Eigenschaft und 1 Beispiel) Kovalente Bindungz.B. Si oder Ge- große HärteVan der Waals‘ sche Bindungz.B. H-Brücken, Dipol-Wechselwirkung-temperaturabhängigInonische Bindungz.B. NaCL- nicht verformbarMetallische Bindungz.B. Cu- verformbarkeit
• Welcher Baufehler (Nr.) ist verantwortlich, dass hochfeste austenitische Stähle korridieren und z.B. eine Schwimmbaddecke ihre Festigkeit verliert? 2-Dim. FlächenfehlerStapelfehler
• Erklären Sie, wie diese Korrosion zustande kommt. (zu Bsp. Schwimmbaddecke) wg. interkristalliner Korrosiondurch Schweißen: Cr-Verarmungan den Korngrenzendadurch unedel und dieKorngrößen lösen sich auf
• Welches Gefüge stellt den Austenit dar? (Bild 80) Das das aussieht wie Kartoffelchips (Bild 80)
• Zeichnen Sie das austenitische Gefüge in das Fe/C-Zustandsdiagramm ein. (Bild 81)
• Wie nennt man die Legierung, deren Komponenten im flüssigen, nicht aber im festen Zustand ineinander löslich sind? Eutektische Legierung
• Zeichnen Sie das Zustandsdiagramm zur Legierung, deren Komponenten im flüssigen, nicht aber im festen Zustand ineinander löslich sind. (Bild 83)
• Nennen Sie 2 Eigenschaften des Legierungstyps, deren Komponenten im flüssigen, nicht aber im festen Zustand ineinander löslich sind. - niedriger Schmelzpunkt- gut vergießbar- hohe Festigkeit
• Wie nennt man die Verbindung, die bei der Alu-Elektrolyse zugesetzt wird und mit Al2O3 (Tonerde) die eutektische Legierung eingeht? Kryolith
• Kennzeichnen Sie im Zustandsdiagramm das auftretende Eutektikum un das Eutektoid. Geben Sie dazu auch den technischen Namen an 1. Eutektikum 2. Eutektoid (Bild 86)
• Kennzeichnen Sie die Gefüge (Nr.) von: 1. alpha-Fe 2. Eutektoid 3. Eutektikum (Bild 87) (bild 87) 1. = sieht aus wie die Oberfläche von Io 2. Das schraffierte Ding 3. Der kaputte Fernseher
• Zeichnen Sie den Bereich ein, in dem man von Stahl spricht. (Bild 88) bis 2,06% C-Gehalt
• Wie nennt man das Gefüge, das bei der Stahlhärtung entsteht? Martensit
• Kennzeichnen Sie das Gefüge (Nr.), das bei der Stahlhärtung entsteht. Martensit (der zerkratze Schiefer)
• Beschreiben Sie den Zugversuch und das daraus erhaltene Diagramm. Im Zugversuch werden Proben mit kleiner Querschnittsflächebis zum Bruch gedehnt, wobei die Dehnung gleichmäßig, stoßfreiund mit einer geringen Geschwindigkeit aufgebracht wird.Die Prüfmaschine misst während des Versuchs laufend dieKraft und die Dehnung. Das Ergebnis des Zugversuchs ist dasSpannungs-Dehnungs-Diagramm, worin die angegebene Spannungauf den kleinsten Querschnitt der Probe und die Dehnungauf die Messlänge im unbelasteten Zustand bezogen werden.Aus dem Spannungs-Dehnungs-Diagramm werden dieWerkstoffkenngrößen abgelesen.
• Nennen Sie 2 weitere Festigkeitskennwerte außer dem E-Modul. DehngrenzeStreckgrenzeZugfestigkeit
• Skizzieren Sie das Spannungs- Dehnungsdiagramm einer Legierung bei Raumtemperatur und bei 0,5 Tm (Schmelztemperatur) (Bild 93)
• Mit welchem Verfahren kann nachgewiesen werden, dass von einer Nut echte Bruchgefahr ausgehen kann? (Dauerschwingversuch)oderOptische Bank
• Beschreiben Sie das Verfahren, mit dem nachgewiesen werden, dass von einer Nut echte Bruchgefahr ausgehen kann. Optische Bank:Suchen, ob Nute/Kerbe Spannungen aufweistDas Werkstück wird hierfür in Plexiglas nachgebildet1. Lichtquelle2. Polarisator => Licht schwingt in einer Richtunng3. Werkstücknachbildung4. Polarisator => so, dass kein Licht durchkommt5. KameraDie Spannungen werden sichtbar, wo dasLicht depolarisiert, da sichSpannungsspitzen ausbilden => wird optisch hervorgehoben
• Welche Polymerreaktion läuft beim Kleben mit Sekundenkleber ab? Polymerisation
• Beschreiben und formulieren Sie die Polymerreaktion die beim Kleben mit Sekundenkleber abläuft an einem anderen Beispiel. z.B. beim Zahnarzt (Füllung)von Ethen zu Polyethylendie Doppelbindung wird aufgerissen!(chemisch)
• Kunststoffe werden aufgrund ihrer technologischen Eigenschaften in 3 Gruppen aufgeteilt. Um welche Kunststoffgruppe handelt es sich jeweils? ThermoplasteElasteDuroplaste
• Welcher Unterschied besteht zwischen den 3 Kunststoffgruppen? Thermoplaste: nicht chemisch vernetzt sonderndurch physik. Nebenvalenzen.- amorphes Thermoplast: ungeordnet- teilkristalines Thermoplast: geordneter und ungeordneterBereich. (z.B.:Becher)Elaste: weitmaschig chemisch vernetzt(z.B.: Reifen)Duroplast: engmaschig vernetzt

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