MMC_WT1_Werkstofftechnik 1
3. Semester
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Lernkarten
Eisen-Kohlenstoffdiagramm
eutektische Temperatur
1147°C
Eisen-Kohlenstoffdiagramm
Umwandlungstemperatur gamma zu alpha
911°C
Eisen-Kohlenstoffdiagramm
Magnetische Umwandlungstemperatur = Curietemperatur
769°C
Eisen-Kohlenstoffdiagramm
eutektiode Temperatur
723°C
Martensit
erreicht durch extrem schnelle Abkühlung, dadurch keine Zeit für geordneter Übergang kfz zu krz
Umklappvorgang von Austenit zu Martensit erfolgt ohne Diffusion!
Abscheren mit vielen Versetzungen
----> hohe Härte und Festigkeit
----> plattenförmige Kristalle, nadeligesGefüge
Tetragonales, raumzentr: krz Gitter in eine Richtung verzerrt durch eingelagerten Kohlenstoff; dieser hat im krz Gitter weniger Platz
höhere C Gehalte: unvollständige Umwandlung ergibt Restaustenit (weich)
4 Haupttypen Polymere
amorphe Thermoplaste (bspw. PE-LD, PS, PMMA, PVC)
teilkristallline Thermoplaste (bspw. PE-HD, PTFE, (Teflon), PA (Nylon)
Duroplast (bspw. Epoxy, Polyester)
Elastomere (bspw. Gummi, Kautschuk)
Wovon ist die Festigkeit (auch andere Eigenschaften) abhängig?
Temperatur
Geschwindigkeit
Taktizität (In welche Richtung schaut die Seitengruppe)
-> ataktisch (zufällig)
-> isotaktisch (gleich)
kristallinität von PE
amorph, ohne Ordnung
teilkristallin (ohne Kristallgitter) -> stellenweise geordnet, Faltenketten oder kugelfürmige Ordnung (Sphärolite)
Abhname und Zunahme von stellenweise geordnet, Faltenketten oder kugelfürmige Ordnung (Sphärolite) in teilkristallin (ohne Kristallgitter)
Zunahme: Festigkeit, Schmelztemperatur, Härte, E-Modul
Abnahme: Zähigkeit, Dämpfung, Gasdurchlässigkeit, Schmelzbereich für Spritzguss
kriechen
verhalten bei dauerbelastung (auch bei tieferen Temperaturen) analog den metallischen Werkstoffen, nur bei viel kleineren Lasten und schon bei Raumtemperatur
Kunststoffe werden unter Dauerlast sukzessiv (allmälich)länger
relaxation
verhalten bei dauerspannung
-> vorspannungen werden in kunststoffbauteilen schnell auf Null abgebaut
relaxation und/oder retardation
wird ein kunststoffteil gedehnt, so richten sich die molekülketten teilweise aus und das produkt steht unter einer eigenspannung
zwei möglichkeiten die eigenspannung aufzubauen:
- das Produkt kehrt in seine Ausgangsform zurück. Dies bezeichnet man als Retardation . Grundsätzlich wird jede Formänderung die zeitabhängig stattfindet als Retardation bezeichnet, also auch der Kriechvorgang.
- das Produkt behält die Form, baut aber die Spannungen durch neues Verknäueln der Makromoleküle ab. Dieser Vorgang wird als Relaxation bezeichnet.
Lässt man einen gedehnten Probestab los, so hat er beide Möglichkeiten gleichzeitig. Da aber die Halbwertszeit der Retardation deutlich geringer ist als die der Relaxation, wird er vorzugsweise retardieren, also sich zurückformen.
Beide Änderungen sind extrem von der Temperatur abhängig. So kann die Halbwertszeit bei Raumtemperatur durchaus im Bereich von vielen Jahren liegen. Erwärmt man das Produkt sinkt dieHalbwertszeit und das Produkt verformt sich schnell.
Dieses nutzt man bei Schrumpfschläuchen und Schrumpffolien aus: die gedehnten Schläuche oder
Folien ziehen sich bei entsprechender Erwärmung zusammen.
innere kräfte und bezeichnung klebstoffe
Die Festigkeit einer Klebeverbindung wird bestimmt durch die Haftung des Klebstoffes an der Werkstück Oberfläche (Adhäsion) und die Festigkeit des Klebstoffes selbst (Kohäsion ). In der Realität kommen viele andere Effekte dazu, abhängig vom Werkstoff, Oberflächen, Bearbeitungen etc.
adhäsiver Bruch vs kohäsiver Bruch
kohösiver Bruch: Rückstände vom Klebstoff beidseitig
adhäsiver bruch: nur klebstoffrückstände auf einer seite
Beanspruchung von Klebungen
Zug- und Schälbeanspruchung vermeiden
Scherbeanspruchung anstreben
Warum: Die Festigkeit einer Klebeverbindung wird bestimmt durch die Haftung des Klebstoffes an der Werkstück Oberfläche (Adhäsion) und die Festigkeit des Klebstoffes selbst (Kohäsion):
Die Haftung des Klebstoffs ist abhängig von der Reinigung und verschiedenen Oberflächeneffekten und kann nicht vorhergesagt oder berechnet werden!
Die Scherfestigkeit kann einigermassen gut berechnet werden.
Arten von Verbundwerkstoffen
Schichtverbund: Holzstühle (Sperrholz, Alcubond-Platten, Glare (GFK-Aluminium)
Durchdringungsverbund: Stahlbeton, Sinterwerkstoffe
Teilchenverbund: verstärkter Spritzguss, ausscheidungsgehärtete Metalle, gesinterte Werkstoffe (Hartmetalle)
Faserverbund
Arten von Faserverbund
unidriekttional ud: Fasern verlaufen unidirketional (nur einer richtung) ist daher dünner als verwoben (Carbon)
verwoben: in eineinander verflechtet (Carbon)
Glas-Faser
Kevlar- Fasern
Herstellung von Verbundwerkstoffen
Faser -> Imprägnieren -> Matrix (typw. epoxy, phenolharz) -> laminieren, pressen, aushärten
Aufgaben der Matrix
Kräfte in die Fasern einleiten
Kräfte von Faser zu Faser übertragen
geometrische Lage der Faser sichern
äussere Gestalt des Bauteils sichern
Fasern vor Umgebung schützen