Werkstoffwissenschaften (Fach) / Fragenkatalog Albrecht (Lektion)
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Fragen zu den Vorlesungen von Albrecht
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- Möglichkeit zur Streckgrenzenerhöhung in nicht aushärtbaren Al-Legierungen Feinkornhärtung Versetzungshärtung (Kaltverfestigung) Mischkristallhärtung
- Beschreibung der Aushärtungskurve (z.B. für Al-Cu) x-Achse: Radius (r) y-Achse: Spannung (tau) (bei const. Temperatur) Nach dem Abschrecken liegt ein übersättigter Mischrkristall vor. Durch Auslagern (Alterung) kann die Festigkeit erhöht werden (kleine kohärente oder teilkohärente Ausscheidungen, Schneidmechanismus, unteraltert). Bei zu langer Lagerung kommt es zu einer Überalterung (große, inkohärente Ausscheidungen, Umgehungsmechanismus)
- Bedingungen für Ausscheidungshärtung (Al) Abnehmende Löslichkeit von Legierungselementen mit abnehmender Temperatur Lösungsglühen bei hoher Temperatur im Einphasengebiet Schnelles Abschrecken → übersättigter Mischkristall, hohe Leerstellendichte Auslagern im Zweiphasengebiet (feine, homogen verteilte Ausscheidungen)
- 1)Warum (Al) die Elemente Cu, Mg, Mn/Cr, Fe / Si Cu → Ausscheidungshärtung Mg → Mischkristallhärtung, Korrosionsbetändigkeit Mn, Cr → Dispersoide (Korngrenze Stabilisieren) Fe, Si → „Dreck“ - grobe, harte Teilchen
- Warum (Al) das Element Cu? Ausscheidungshärtung
- Warum (Al) das Element Mg? Mischkristallhärtung, Korrosionsbetändigkeit
- Warum (Al) das Element Mn / Cr? Dispersoide (Korngrenze Stabilisieren)
- Warum (Al) das Element Fe / Si? „Dreck“ - grobe, harte Teilchen
- Nennen Sie charakteristische Eigenschaften von Aluminiumwerkstoffen sowie Anwendungen (Beispiele) die sich aus dessen Eigenschaften ergeben. Leicht (2,7 g/cm³) → „Alles was sich bewegt“ (Flugzeugbau) Hohe Festigkeit (<600 MPa) → Strukturbauteile Korrosionsbeständigkeit → Bauwesen, Architektur Hohe elektr. & therm. Leitfähigkeit → Elektrotechnik, Elektronik NICHT ferromagnetisch → Elektrotechnik Hoher Reflexionsgrad → Spiegel Nicht toxisch → Verpackungen (Lebensmittel) (Hohe Verfügbarkeit → Anlagenbau: chemische Industrie (Gutes Recyclingverhalten → Konsumgüter (Haushalt, ...))
- Möglichkeiten zur Erhöhung der Kriechfestigkeit (Ni-Basislegierungen) Härtung der Matrix: Mischkristallhärtung kohärente + inkohärente Ausscheidungen Korngrenzen: Grobkorngefüge (Einkristalle) Hindernisse: eingelagerte Atome, Karbide, gezackte Korngrenzen)
- Warum (Ni-Basis) die Elemente Cr , Al/ Ti, C , Co , B/Zr? Cr Mischkristallhärtung, Oxidationsschutz Al, Ti kohärente, geordnete Ausscheidungen C Karbide Co Mischkristallhärtung B, Zr Korngrenzen“härtung“ (eingelagerte Atome → Hindernis)
- Warum (Ni-Basis) das Element Cr Mischkristallhärtung, Oxidationsschutz
- Warum (Ni-Basis) das Element Al / Ti kohärente, geordnete Ausscheidungen
- Warum (Ni-Basis) das Element C Karbide
- Warum (Ni-Basis) das Element Co Mischkristallhärtung
- Warum (Ni-Basis) das Element B, Zr Korngrenzen“härtung“ (eingelagerte Atome → Hindernis)
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- Nennen Sie die wichtigsten Gruppen von Nickelwerkstoffen und deren Anwendungen (→ Wkl_Ni Seite 2-3) Rein-Ni Galvanik (Beschichtung), Legierungselement NiCu Korrosionswiderstand → Turbinenschaufel, chem. Apparate Ni-Be Federn Ni-Cr Zunder und warmfest → Hochtemperaturbauteile Ni-Cr-Al Nickelsuperlegierung: heißer Teil von Gasturbinen (Flugzeug) Ni-Ti Formgedächnislegierung (Nitinol) (FeNi36 extrem niedrig therm. Ausdehnung (Invar)) (NiFe17Cu5 Weichmagnet (Permalloy)) (NiFe50 maximale Sättigungsinduktion (Nifemax))