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Werkstoffkunde (Fach) / Wk 1& Wk 2 (Lektion)

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• Wahr oder Falsch? A) Bei Sauerstoffkorrosion verringert sich der Sauerstoffgehalt der Umgebung B) Säurekorrosion findet in wässrigen Medien mit niedrigem pH-Wert (<4) statt. C) Säurekorrosion wird häufig auch als Wasserstoffkorrosion bezeichnet. D) Bei der Sauerstoffkorrosion entsteht Sauerstoff A) Wahr B) Wahr C) Wahr D) Falsch
• Was versteht man unter einer Domäne oder einem Weiß‘schen Bezirk? Bereiche innerhalb eines magnetischen Körpers, in denen die Spinmomente in die gleiche Richtung ausgerichtet sind
• Nennen Sie 2 alternative Verfahren zur Herstellung von Magnesium • Schmelzfluss-Elektrolyse • Thermische Reduktion
• Kupfer lässt sich besser löten als schweißen. Beschreiben Sie, warum das so ist, und wie sich die Verfahren Löten und Schweißen voneinander unterscheiden • Schlecht schweißbar wegen hoher Leitfähigkeit und hoher Gasaufnahme im flüssigen Zustand • Schweißen: der Werkstoff des Bauteils wird aufgeschmolzen • Löten: Löttemperatur geringer als Schmelztemperatur der zu verbindenden Metalle; Verbindung wird dich Benetzung und Diffusionsvorgänge erzeugt
• Ein Werkstück vom Stahl X5CrNi18-10 unterliegt einer Wärmebehandlung aus Erwärmuung bis 1000°C, Abschrecken im Wasser und Anlassen bei 250°C. Wie ändert sich die Härte des Werkstoffes infolge solcher Wärmebehandlung? Die Härte ändert sich kaum, da der Stahl 1,4301 bei Raumtemperatur austenitisch ist
• Welche Bindungsarten liegen in der Regel bei Keramiken vor und welche Eigenschaften resultieren daraus? • Mischformen von ionischer und kovalenter Bindung • Resultierende Eigenschaften:- Hohe E-Module und Härtewerte - Hohe Schmelzpunkte- Geringe Wärmedehnung- Gute chemische Resistenz
• Bringen Sie die 7 Teilschritte zur Durchführung der Sichtprüfung mit dem Farbeindringverfahren in die richtige Reihenfolge (Beginnend mit „Reinigung“) 1. Aufbringen des Eindringmittels2. Entfernen des Eindringmittels3. Trocknung4. Aufbringen des Entwicklers5. Visuelle Inspektion6. Reinigung7. Nachreinigung
• Beschreiben Sie das Prinzip der Wirbelstromprüfung An eine Primärspule wird eine elektrische Wechselspannung angelegt. Dadurch wird ein Primärfeld erzeugt. Dieses induziert einen Wirbelstrom in der Probe. Dieser Wirbelstrom erzeugt ein Sekundärfeld, das das Primärfeld schwächt. Das resultierende Gesamtfeld wird von einer Empfängerspule gemessen. Eine Werkstofftrennung in der zu untersuchenden Probe ändert ihre Leitfähigkeit und damit den induzierten Wirbelstrom. Hierdurch ändern sich auch dasSekundärfeld bzw. das Gesamtfeld.
• Wahr oder Falsch? A) Der Skin-Effekt beschränkt das zu untersuchende Volumen auf die oberflächennahen Bereiche der Probe B) Der Skin-Effekt tritt bei (ferro)magnetischen und bei paramagnetischen (unmagnetischen) Werkstoffen auf C) Der Skin-Effekt ist bei magnetischen Werkstoffen schwächer D) Mit steigender Frequenz steigt auch die Skin-Tiefe (Eindringtiefe der Wirbelströme) in die Probe A) Richtig B) Richtig C) Falsch D) Falsch
• Wahr oder falsch? A) Bei der Ultraschallprüfung muss das Bauteil von beiden Seiten zugänglich sein B) Durch die Messung der Signallaufzeit kann beim Impuls-Echoverfahren die Tiefe des Fehlers bestimmt werden C) Durch die Messung der Signallaufzeit kann beim Durchschallungsverfahren die Tiefe des Fehlers bestimmt werden D) Zur Prüfung von Schweißnähten werden Winkelprüfköpfe eingesetzt E) Die Entfernung zwischen Fehler und Bauteiloberfläche kann mehrere Meter betragen F) Der gesuchte Fehler muss kleiner sein als die halbe Wellenlänge der verwendeten A) Falsch B) Richtig C) Falsch D) Richtig E) Richtig F) Falsch
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• Wie viel Stahl erzeugt ein Hochofen an einem Tag? 10.000 Tonnen
• In welcher Reihenfolge werden die folgenden Aggregate bei der Erzeugung von Stahl eingesetzt? 1. Pfannenmetallurgie 2. Warmbandstraße 3. Hochofen 4. Stranggussanlage 5. Konverter 6. Kaltbandstraße
• Welche Reaktionen laufen im Hochofen bei der indirekten Reduktion des Eisens ab? (Chemische Formelzeichen verwenden) C + O2 => 2CO CO + FeO => CO2 + Fe
• Welche Endprodukte verlassen den Hochofen? Im Hochofen wird Roheisen erzeugt, zusätzlich entsteht Schlacke.
• Was ist die Aufgabe des Konverters bei der Stahlerzeugung? Im Konverter wird Sauerstoff zugeführt um den überschüssigen Kohlenstoff zu verbrennen. Auf Grund der hierbei entstehenden Wärme muss Schrott zugegeben werden, um den Konverter zu kühlen.
• Wie kann die Aufnahme von Legierungselementen durch das Eisen erfolgen? • Mischkristallbildung • Bildung einer heterogenen Zweiphase (Karbide, Nitride)
• Worüber kann man mithilfe eines Schaeffler- Diagramms Angaben machen? Mit Hilfe des Schaeffler-Diagramms können Angaben über die Gefüegeart gemacht werden, wenn die Stahlzusammensetzung bekannt ist.
• Wodurch werden die Festigkeitseigenschaften legierter Stähle bestimmt? Die Festigkeitseigenschaften legierter Stähle werden entscheidend durch das Vorhandensein von Karbiden bestimmt.
• Nennen Sie Elemente, bei denen es sich um Karbidbildner handelt • Chrom (Cr) • Molybdän (Mo) • Wolfram (W)
• Nennen Sie Eigenschaften der folgenden hochfesten Leichtbaustähle und höherfesten Feinblechen: 1) Isotrope Stähle 2) TRIP-Stahl (Transformation Induced Plasticity) 3) Dual-Phasen-Stahl 4) Bake-Hardening-Stähle 5) IF-Stähle (Interstitial Free) 1) Diese Stahlsorte besitzt eine erhöhte Festigkeit und ein Umformverhalten, dass in alle Richtungen gleich ist. 2) Stahl weist extrem hohe Verfestigungsraten und Festigkeiten sowie gute Dehnungen auf. 3) Stahl mit einem Gefüge aus einer ferritischen (weichen) Matrix die in einer überwiegend matensitischen (festigkeitssteigernden) .Zweiphase inselförmig an den Korngrenzen eingelagert ist 4) Die Stahlverfestigung tritt beim Ausbacken bei Temperaturen um bis zu 200 °C auf. 5) Stähle die keine Fremdatome im Gitter einlagern
• Ordnen Sie die Legierungseigenschaften einem entsprechenden Legierungselement zu: - Desoxidiert - Erhöht die Zugfestigkeit - Verbessert die Einhärtbarkeit - Erhöht die Zunderbeständigkeit - Passivschichtbildung (Korrosionsschutz) - Erhöht die Warmfestigkeit - Desoxidiert: Mangan, Silicium, Aluminium- Erhöht die Zugfestigkeit:  Mangan, Silicium, Nickel- Verbessert die Einhärtbarkeit: Silicium- Erhöht die Zunderbeständigkeit: Aluminium, Chrom (nur mit Al+Si)- Passivschichtbildung (Korrosionsschutz): Chrom, Kupfer- Erhöht die Warmfestigkeit: Wolfram
• Nennen Sie Austenit- und Ferritbildner: • Austenitbildner Ni, C, Co, Mn, N ( "Niccomann macht Gammaan") • Ferritbildner Cr*, Al, Ti, Ta, Si, Mo, V, W ("Craltitasimovw")
• Erläutern Sie die Stahltypen: - Grundstähle - Unlegierte Stähle - Nichtrostende Stähle • Grundstähle (allgemeine Baustähle, Massenstähle, seit 01.06.2000 aus der DIN EN 10020 entfallen) sind unlegierte Stahlsorten mit Güteanforderungen, deren Erfül-lung keine besonderen Maßnahmen bei der Erzeugung erfordern. • Unlegierte Edelstähle sind Stahlsorten, die gegenüber Qualitätsstählen einen höheren Reinheitsgrad aufweisen. Sie sind meist für eineWärmebehandlung bestimmt • Nichtrostende Stähle sind legierte Stahlsortenmit einem Massenanteil C < 1,2 % und Cr > 10,5%. Ihre Einteilung erfolgt zum einen nach dem Nickel-Gehalt der Le-gierung, zum anderen nach den Haupteigenschaften (korrosionsbeständig, hitzefest, warmfest).
• Wahr oder falsch A) In der alten Norm wurde die Streckgrenze in der Werkstoffbezeichnung an-gegeben. B) In der neuen Norm wird die Streckgrenze in der Werkstoffbezeichnung angegeben. C) Als Stahl werden Werkstoffe bezeichnet, deren Massengehalt an Fe größer ist als der jeden anderen Elementes und die mehr als 2% C enthalten. D) Nichtrostende Stähle sind legierte Stähle mit C < 1,2% und Cr > 10,5% E) Nichtrostende Stähle sind legierte Stähle mit C > 1,2% und Cr < 10,5% A) Falsch B) Wahr C) Falsch D) Wahr E) Falsch
• Wahr oder falsch? A) Bei S235 handelt es sich um einen unlegierten Stahl. B) S235 hat eine Zugfestigkeit von 235MPa. C) C45 hat einen Kohlenstoffgehalt von 0,045%. D) 45CrMoV6-7 hat einen Kohlenstoffgehalt von 0,45% E) 45CrMoV6-7 hat einen Kohlenstoffgehalt von 0,45%, 0,6% Cr und 0,7% Mo A) Falsch B) Falsch C) Falsch D) Wahr E) Falsch
• Wie kann man Grundstähle und legierte Stähle gemäß ihrer Qualität unterteilen? • Unlegierte Stähle können gemäß ihrer Qualität in Grundstähle, unlegierte Qualitätsstähle und unlegierte Edelstähle unterteilt werden. • Legierte Stähle werden in legierte Qualitätsstähle und legierte Edelstähle eingeteilt.
• Wahr oder Falsch? A) Legierte Edelstähle werden unterschieden in nichtrostende Stähle, Schnellarbeitsstähle und sonstige legierte Edelstähle B) Grundstähle sind für Wärmebehandlungen vorgesehen. C) Unlegierte Qualitätsstähle enthalten metallische Legierungselemente. D) Unlegierte Edelstähle besitzen einen besonders hohen Gehalt an nichtmetallischen Einschlüssen E) Legierte Edelstähle sind alle legierten Stähle, die keine legierten Qualitätsstähle sind. A) Wahr B) Falsch C) Falsch D) Falsch E) Wahr
• Nennen Sie vier Gründe für die Wärmebehandlung von Stahl! • Verbesserung der Gebrauchseigenschaften • Optimale Bearbeitungsmöglichkeiten schaffen • Innere Spannungen abbauen • Kaltverfestigung beseitigen
• Geben Sie die Temperaturbereiche an, bei denen die angeführten Glühbehandlungen stattfinden: - Spannungsglühen - Rekristallisationsglühen - Weichglühen - Normalglühen - Grobkornglühen - Diffusionsglühen Spannungsarmglühen: 400 - 600 °C Rekristallisationsglühen: 500 - 700 °C Weichglühen: 620 - 840 °C Normalglühen: 800 - 920 °C Grobkornglühen: 900 - 1000 °C Diffusionsglühen: 1150 - 1250 °C
• Wahr oder Falsch? A) Die Aufhärtbarkeit von Stählen hängt entscheidend vom gelösten Kohlenstoffgehalt im Gefüge ab. B) Ab einem Kohlenstoffgehalt von 0,8 Ma.-% verbleibt Restaustenit im Gefüge. C) Nach dem Härten nimmt die Härte mit steigendem Abstand von der Oberfläche (Einhärtbarkeit) ab. D) Die Einhärtbarkeit kann durch die Zugabe von Legierungselementen wie Mn, Cr, Mo, Ni und V verbessert werden. A) Wahr B) Falsch C) Wahr D) Wahr
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• Nennen Sie fünf Gefüge die im Stahl auftreten. • Austenit • Ferrit • Perlit • Perlit • Martensit
• Geben Sie an welche unterschiedlichen Zeit-Temperatur-Umwandlungs-Diagramme es gibt und worin sie sich unterscheiden. - Kontinuierliches ZTU-Diagramm: Kontinuierliche Abkühlung - Isothermes ZTU-Diagramm: Schnelles Abschrecken und dann isothermes Halten auf der Temperatur
• Welche Metalle zeigen bei Raumtemperatur ferromagnetische Eigenschaften? Eisen Kobalt Nickel
• Was beschreibt die Curie Temperatur? Oberhalb dieser Temperatur überwiegen thermische Effekte im Material und es kann kein Ferromagnetismus mehr auftreten
• Was sind die Voraussetzungen für das Auftreten von Ferromagnetismus? • Ungesättigte Spinmomente auf den Elektronenschalen • Ein positives Austauschintegral (bestimmtes Verhältnis vom Atomdurchmesser zum Atomabstand) • Das Material befindet sich unterhalb seiner Curie-Temperatur • Die Größe der Probe ist ausreichend, um eine stabile Spinausrichtung zu ermöglichen
• Welche Unterarten des Ferromagnetismus‘ existieren? - Ferrimagnetismus - Antiferromagnetismus
• Welche Bezeichnungen gibt es für die Bereiche gleicher Magnetisierung innerhalb eines Kristalls? -Weisssche Bezirke - Domänen
• An welchem Kennwert der Hysteresekurve ferromagnetischer Systeme lässt sich erkennen, ob das beschriebene Material „hart-“ oder „weich“-magnetisch ist? Ist dieser Kennwert bei hartmagnetischen Stoffen groß oder klein? - Der Kennwert ist die Koerzitivfeldstärke. - Bei hartmagnetischen Stoffen ist sie größer als bei weichmagnetischen Stoffen.
• Wahr oder Falsch? A) Aluminium ist schwerer als Magnesium und leichter als Titan. B) Aluminium ist gut umformbar im kalten und im warmen Zustand. C) Aluminium ist das dritthäufigste Element in der Erdkruste. D) Aluminium wird am öftesten von Nichteisen-Metallen als Gusswerkstoff verwendet. E) Rein Aluminium wird oft als Konstruktionswerkstoff eingesetzt. F) Aluminium ist gut korrosionsbeständig. A) Wahr B) Wahr C) Wahr D) Wahr E) Falsch F) Wahr
• Welche sind die Hauptlegierungselemente für Aluminium? • Magnesium • Silizium • Kupfer • Zink
• Nennen Sie den Rohstoff, den Abfallstoff und des Produktes vom Bayer-Verfahren! Bauxit, Rotschlamm, Tonerde
• Geben Sie an, welche der folgenden Aluminiumlegierungsgruppen aushärtbar sind. 1xxx, Al > 99% 2xxx, Al-Cu 3xxx, Al-Mn 4xxx, Al-Si 5xxx, Al-Mg 6xxx, Al-Mg-Si 7xxx, Al-Mg-Zn 1. Nein2.Ja3. Nein4. Nein5. Nein6. Ja7. Ja
• Welche Anwendungen sind für die Aluminiumlegierungen typisch? Architektur Elektroindustrie Fahrzeugbau

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