Werkstofftechnik (Fach) / Klausurvorbereitung Hs-Anhalt (Lektion)

Klausurvorbereitung

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• 1 - Welche Werkstoffgruppen kennen sie?                                                    Werkstoffe Metalle                                                                                               Nichtmetalle Stahl           Nichteisen-                                   nichtmetallisch-                       Kunststoffe Gusseisen      metalle                                       anorg. Werkstoffe                   Polymere                                                                             Keramik                                                                              Glas                                                     Verbundwerkstoffe
• 2- In welche 2 Gruppen werden Metalle grundsätzlich unterteilt? -Eisenwerkstoffe - NE-Metalle
• 3-Metalle werden auf Grund ihrer chem. Beständigkeit in 2 Gruppen geteilt. Nennen sie diese und je 2 Bsp. - unedle Metalle : Mg, Fe
• 3- Welche Unterteilung erfolgt bei Metallen nach der Dichte? - Leichtmetalle (< 5 g/cm3) - Schwermetalle
• 4- In welche Werkstoffgruppen gehören Aluminium und Magnesium? Mg Nichteisenmetalle Al unedle Metalle
• 5- Nennen Sie drei metallische Leichtbauwerkstoffe! Al, Mg, Titan
• 6- In welche Werkstoffgruppe gehören CFK und GFK? Verbundwerkstoffe
• 7- Was sind Verbundwerkstoffe? - aus mehreren WS unterschiedlicher WS-Gruppen zusammengesetzt - Komponenten in geometr. Form aufgebaut: Partikel o. Fasern in Matrix - Werkstoffverbund: Bauteilebene
• 8- Welche Eigenschaften müssen Werkstoffe gewährleisten? mech. technologische, physikalische, chem. Eigenschaften
• 9- Welche Faktoren bestimmen die Werkstoffeigenschaften? -Herstellung - Be- und Verarbeitung(wärmebehandlung, Randschichtenbehandlung) - Korrosion - Verschleiß
• 10- Nennen Sie drei Gebrauchseigenschaften! - mech. Eig. (Festigkeit, Widerstand gegen Formänderung bzw. Bruch) - elektr. und magn. Eig. (Leitfähigkeit, Isolationsfähigkeit + thermoelektr. Eig.) - chem. phy. Eig. (Schmelzpkt., Dichte, Korrosionsbeständigkeit)
• 11- Nennen Sie drei Fertigungseigenschaften! =Verarbeitungstechn. Eig.: - Gießbarkeit - Schweißbarkeit - Kalt- und Warmumformbarkeit - Sinterfähigkeit
• 12- Zu welcher Eigenschaftsgruppe gehört die Schweißbarkeit (Schweißeignung)? zu Fertigungseigenschaften -> Verarbeitungstechn. Eigenschaften
• 13- Was ist ein Isotop? =Nuklid gleicher Ordnungszahl aber unterschiedlicher Neutronenzahl
• 14- Welche Eigenschaften werden durch die Atomhülle bestimmt? phy. und chem. Eigenschaften - Aggregatzustand - chem. Verhalten - mech. Eigenschaften - bestimmt Größe des Atoms, weil sie für die Elektronen an derer Atomhüllen praktisch undurchdringlich ist
• 15-Was bedeutet der Begriff Elektronegativität? Tendenz zur Elektronenaufnahme
• 16-Welche Bindungsarten kennen Sie?   -kovalente B. - ionische B. - metallische B.
• 17- Beschreiben Sie die Bindungspartner bei den drei Haupvalenzbindungen! Beschreiben Sie die Metallbindung. Welche Eigenschaften resultieren? Beschreiben Sie die kovalente Bindung (Atombindung). Welche Eigenschaftenresultieren? Beschreiben Sie die Io Bindg.typ      Teilchen                  Bindungdmodell                   Eigenschaften Ionisch             pos.neg.               -Ionenbildung(Edelgas-              Isolator(festerzstand) Nacl                            Ionen                   Konfiguration)                                                      - elektrost.Anziehung  Kovalent          Atome                   gemeinsame Nutzung                 Isolator (Diamant)                                                         von e- -Paaren                            Sic metall.               pos.Ionen                elektr.stat.Anziehung                  Seht gute elkt.                           (Atomrümpfe)           Ionen-Elektronengas                  Leiter                            bewegl.e-                     Cu, Ag, Pt                            e- Gas                            
• 18- Nennen Sie drei typische Eigenschaften eines Stoffes, der nur durch kovalente Bindungen (Atombindung) gebunden ist? - Isolator - hohe Schmelztemp. - Spröde
• 19- Welche Anordnungsvarianten der Bausteine sind möglich? Temperatur        T1 <                               T2 <                                             T3 Zustand              fest                                 flüssig                                       gasförmig Ordnung            Fernordng.                       Nahornung                                  Unordnung                          (kristallin) (amorph)
• 20- Geben Sie ein Beispiel für einen amorphen Stoff an! Gläser Polymere
• 21- Was bedeutet Anisotropie? Was bedeutet Isotropie? Anistropie: - unterschiedl. Eig. in verschiedenen Richtungen - Rischtungsabhängigkeit Eigenschaften Kristalliner Körper Isotropie: - gleiche Eig. in allen Richtungen - Richtungsunabhängige Eig.
• 22- Was verstehen Sie unter dem Begriff Kristallgitter? - entsteht durch periodische Wiederholung der Elementarzelle - auch Punktgitter genannt, ist eine dreidimensionale Anordnung von (math.) Punkten
• 23- Nennen Sie drei Gittertypen des Kristallgitters! -kubisch - hexagonal - tetragonal
• 24- Welche Gittertypen des kubischen Kristallgitters gibt es? Wie unterscheiden sie sich? - kubisch primitiv (kp) - kubisch Raumzentriert (krz) Packungsdichte 68% - kubisch flächenzentriert (kfz) kubisch dichteste Kugelpackung -> 74%
• 25- Wodurch unterscheiden sich das kubisch-flächenzentrierte und das hexagonale Kristallgitter voneinander? unterschiedliche Stapelfolge: hdp: B,A;B;A;B ;A kfz: C;B;A;C;B;A
• 26- Was verstehen Sie unter Polymorphie (Allotropie)? Wie kann man sie nachweisen? Nennen Sie ein Beispiel! -Auftreten in untersch. Kristallstrukturen (Modifikationen), bei Metallen in Abhängigkeit von der Temperatur - Umwandlung ist reversibel - Nachweis mit therm. Analyse (Halte- o. Knickpunkte bei Erwärmung bzw Abkühlung) - Bsp. Kohlenstoff, Diamant kubisch, Grafit Hexagonal
• 27- In welchem Gittertyp liegt Eisen bei Raumtemperatur vor? kubisch Raumzentriert
• 28- Beschreiben Sie die Polymorphie des Eisens! Wofür besitzt sie Bedeutung? unter Polymorphie versteht man die Erscheinung, dass Metalle in mehreren Kristallgittern auftreten können, wobei jedoch jedem Gittertyp ein ganz bestimmter Temp.-bereich zugeordnet ist die Umwandlung erfolgt durch unter- o- überschreiten der Umwandlungstemp. durch leichte Verschiebung der Atome dabei ändert sich der Gitterparameter, was zu messbaren Volumenänderungen des Metalls führt besonders wichtig sind α-Fe und γ-Fe, da das Härten des Stahls auf dieser Umwandlung besteht - bis 911°C krz (α-Fe) - zw. 911 und 1392°C kfz (γ-Fe) - zw. 1392 und 1536°C krz (δ-Fe)
• 29-Was sind 0-dimensionale Gitterbaufehler? Leerstellen zw. Gitteratom Fremdatom -> Bedeutung: Diffusion elektr. Eig. Festigkeit
• 30- Welche Arten von Mischkristallen kennen Sie? Beschreiben Sie den Aufbau! -Substitutionsatom (Austauschkristall = Subtitutionsmischkristall) - Einlagerungsatom -Einlagerungsmsichkristall
• 30- Welche Arten von Mischkristallen kennen Sie? Beschreiben Sie den Aufbau! -Substitutionsatom (Austauschkristall = Subtitutionsmischkristall) - Einlagerungsatom -Einlagerungsmsichkristall
• 31- Beschreiben Sie den Austauschmischkristall / Einlagerungsmischkristall! Austauschmischkristall: =Substitutionsmischkr. -> wird ein Mischkr. bezeichnet, bei dem mind. 2 Stoffe einen gemeins. Kristall bilden & die Atome der zweiten Komponente auf regulären Gitterplätzen der ersten Komp. sitzen Einlagerungsmischkristell: =interstitiell Verbindung -> handelt sich um eine chem. , nicht stöchiom. Kristalline Verbindung aus min. 2 Elementen; Zwischengitterplätze o. Lücken werden eingenommen
• 32- Nennen Sie zwei eindimensionale Gitterbaufehler! - Versztungen: Stufenveretzung, Schraubenversetzung
• 33- Welche Eigenschaften werden durch eindimensionale Gitterbaufehler beeinflusst? Festigkeit + Verformbarkeit
• 34- Nennen Sie zwei zweidimensionale Gitterbaufehler! Stapelfehler, Kleinwinkelkorngrenze, Korngrenze
• 35 - Was ist eine Phasengrenze? = Grenze zw. Bereichen unterschiedl. Kristallstruktur (Phasen) z.B. Grenze Ausscheidungen
• 36- Was bedeutet polykristallin? vielkristall= Polykristall viele kristalline Bereiche : Körner, Kristallite mit Korngrenzen, entastanden bei Erstarrung der Körner
• 37-Wodurch wird ein kristalliner Werkstoff quasi-isotrop? polykristalline Metalle -> durch stat. Verteilung der Orientierungen der Körner
• 38- Was ist Textur? Durch welche Vorgänge wird sie verursacht? vorzugsorientierungen der Körner durch bestimmte Herstellprozesse, insbesondere Umformvorgänge z.B. Walztextur, Ziehtextur
• 38- Welche Varianten der Ätzung kennen Sie bei der metallografischen Untersuchung? Was soll durch die Ätzung bewirkt werden? Ätzen: -Korngrenzenätzung, Kornflächenätzung -> Herstellung Kontrast Gefügebestandteil
• 39- Was ist eine Seigerung? = Entmischungerscheinungen - Entmischungen einer Schmelze bei Metallherstellung - Entstehung beim Übergang der Schmelze in den festen Zustand - dabei spielen unerschiedl. Löslichkeit der Legierungselemte in flüss. und fester Phase + unter anderen die unterschiedl. Dichte eine Rolle -> durch seigerung ergeben sich unterschiedl. Eigenschaften innerhalb eines Gussstücks
• 40- Was ist Festigkeit? Widerstand gegen Formänderung bzw. Bruch: Streckgrenze, Zugfestigkeit (Karosserie, Rahmen, Träger, Mast)
• 41- Wie unterscheiden sich elastische und plastische Verformung? Elastischer Bereich: - kleine Belastung - Lineare Beziehung zwischen Spannung und Formänderung, sehr kleine Formänderung (unter 1%)   Plastischer Bereich: - kleine lineare Beziehung zwischen Spannung und Formänderung u.U. starke Formänderung (duktile Werkstoffe) Bruch: makroskopische Trennung Sprödbruch nach elastischer, Zähbruch nach plastischer Verformung
• 42- Durch welchen Mechanismus erfolgt die plastische Verformung von Metallen? Bewegung von Versetzungen!
• 43- Was sing Gleitebenen und Gleitrichtungen? Gleitebene sind die Gitterebenen, in denen Versetzungsbewegungen und damit plastisce Verformungen stattfinden können   Gleitrichtungen sind die Richtungen in den Gleitebenen, in denen die Versetzungbewegungen stattfinden können.   Gleitebenen und Gleitrichtungen: immer dichtest gepackt.  
• 44- Beurteilen Sie die Verformbarkeit der Kristallgitterarten krz, kfz und hdp mit sehr stark, stark und gering. Geben Sie beispielhaft Werkstoffe an. Kfz, sehr stark: Al, Cu, Ni, Fe
• 44- Beurteilen Sie die Verformbarkeit der Kristallgitterarten krz, kfz und hdp mit sehr stark, stark und gering. Geben Sie beispielhaft Werkstoffe an. Kfz, sehr stark: Al, Cu, Ni, Fe   Krz, stark: Alpha-Fe, Mo, Cr   Hdp gering: Mg, Alpha-Titan
• 44- Warum lässt sich ein Werkstoff mit kfz-Gitterstruktur besser plastisch verformen als ein Werkstoff mit hexagonaler Gitterstruktur? Werkstoff mit hexagonal Gitterstruktur haben " hdp" : (Hexagonal dichteste Packung)
• 45- Was sind die Ursachen der Verformungsverfestigung? (Kaltverfestigung): Werkstoff setz mit zunehmender Verformung zunehmend größeren Widerstand gegen Formänderung entgegen (Widerstand gegen plastische Verformung steigt) · Festigkeit, Härte und Sprödigkeit steigen · Umformabarkeit, Zähigkeit, Leitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit vermindern sich

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