Werkstoffe
Werkstoffe
Werkstoffe
4 Eigenschaftsprofile
Mechanische eigenschaften
technologische Eigenschaften
Chemische Eigenschaften
Thermische Eigenschaften
Mechanische Eigenschaften
Thermische Eigenschaften
Widerstand gegen zerreissen
Verhalten bei elastischer plastischer Verformung
Verhalten bei tiefer-hoher temp
technologische Eigenschaften
Chemische Eigenschaften
Verhalten bei Giessen Ziehen, Schweissen Härten
Beständigkeit Gege Korrosion
Ziel rekristallisationsglühen
treibende Kraft rekristallisationsglühen
warum wird Werkstück erwärmt
Kaltverfestigung rückgängig machen und plastische verformbarkeit wiederherstellen
Spannungen und Versetzungen im Kristallgitter
Versetzungen werden mit zunehmender Temp abgebaut
Erklären Sie den Unterschied zwischen Aluminium Knet- und Gusslegierungen bezüglich:
a) derVerarbeitung
b) derZusammensetzung
a) Knetlegierung:Pressen Walzen Schieden
Gusslegierung: Sandgiessen,Druckguss, Strangguss
b) Knetlegierung weniger Legierungselemente vor allem si =bessere Umformbarkeit
Gusslegierung viel Si = gute giessbarkeit
Nennen Sie fünf typische Vorteile der Kunststoffe im Vergleich zu Metallen.
Geringe Dichte
Isolationsvermögen elektrisch
Geringe wärmeleitfähigkeit
Gute chemische beständigkeit
eher günstig
Welche Nachteile haben Kunststoffe gegenüber Metallen?
Geringe Wärmeformbeständigkei
eher tiefe festigkeit
plastisch nicht verformbar bei raumtemp
zum teil brennbar
unbeständig gegen Lösungsmittel
Keramische Werkstoffe werden in drei Gruppen nach ihrer chemischen Struktur eingeteilt. Nennen Sie die Gruppen mit je einem Werkstoff.
Silikatkeramik: Sanitärkeramik aus Steinzeug, Porzellan
Oxidkeramik: Al-Oxid für Wendeschneidplatten
Nichtoxidkeramik: Si-Carbid und Si-Nitrid für Düsen, Abgasturbinenläufer, Schleifscheiben.
Welche Probleme bestehen bei den Verbundwerkstoffen allgemein?
Verbundswerkstoffeigenschaften sind sehr stark vom Herstellungsprozess abhängig.Aufwendige Sicherung der Qualität Haftungsprobleme zwischen zwei Stoffen ungleicher Bindungsart. Probleme beim Recycling
Alu
kfz
Zink
hdp
CU
kfz
Magnesium
hdp
Titan
hdp
Nickel
kfz
Blei
kfz
FE
kfz krz
Polymerisation
Verknüpfung ungesätigter Monomermoleküle mit aufhebung Atomdoppel bindung
Polyaddition
Verbinden gleicher/unterschiedlicher monomermoleküle ohne Abspaltung eines Nebenprodukts
Polykondensation
Verbinden zwei verschiedener monomermoleküle mit abspaltung nebenprodukt
Übersicht der Werkstoffe aufzeichnen
Die Drei Bindungsarten aufzählen und welche Stoffe miteinander Verbindung eingehen wie heisst die Verbindung
Wie funktioniert die Atombindung?
Gleiche oder unterschiedliche Atome (Nichtmetalle) teilen sich zwei oder mehrere Elektronen mit ihren Bindungspartnern und bilden gemeinsame Elektronenpaare (kovalente Bindung)
Wie funktioniert die Ionenbildung?
zwischen zwei unterschiedlichen Atomen (Metalle nichtmetall) kommt es zu einem Elektronenübergang
Durch Elektronenübergang gibt es bei beiden Atomen elektrisch geladene Ionen
Zusammenhalt erfolgt durch elektrostatische Anziehung der gegensätzlich geladenen Ionen
zwangsläufig entstehen geordnete Ionengitter
Wie funktioniert die Meatallbildung?
Gleiche oder unterschiedliche Metallatome geben ihre Valenzelektronen an alle Atome ab und bilden ein Elektronengas
Valenzelektronen sind zwischen Atomrümpfen leicht beweglich
Zusammenhalt durch gegenseite anziehung zwischen Elektronen und Atomrümpfen
Zwangsläufig entstehen geordente Metallgitter
Physikalische Werkstoffeigenschaften
Dicht, el. Leitfahigkeit, schmelzpunkt, wärmeleitfähigkeit, verdampfungspunkt, thermische Ausdehnung
Mechanisch-technische Werkstoffeigenschaften
Festigkeit, Zähigkeit, Härte, Zugfestigkeit, Streckgrenze, Bruchdehnung, E-Modul
Fertigungstechnische Werkstoffeigenschaften
Giessbarkeit, Spannbarkeit, Verformbarkeit, Schweissbarkeit
Chemisch technische Werkstoffeigenschaften
Beständigkeit gegen Säure, Korrosionsbeständigkeit, Hitzebeständigkeit, Brennbarkeit
Drei Struktur arten von Werkstoffen
Gefüge, Atomare Struktur-feinstruktur, Atom
Was versteht man unter Nahordnung bzw. Fernordnung
Amorphe Werkstoffe/kristalline Werkstoffe
Erkläre Amorphe Werkstoffe und zwei beispiele
Räumliche Anordnung von Atomen beschränkt sich nur auf die unmittelbare Nachbaratome
Glas Polymere
Erkläre Kristalline Werkstoffe und zwei beispiele
Räumliche Anordnung von Atomen erstreckt sich durch das gesamte Material und es entsteht ein Raumgitter
Metalle technische Keramik
Ordnen Sie die Zahlen im Gefügebild den Begriffen zu.
1=Grosswinkelkorngrenze
2=Kleinwinkelkorngrenze
3=Elementarzelle
4=Subkörner
1-4=Kristallgitter
Begriff Raumgitter und ElementarzelleOrdnen Sie die Zahlen im Gefügebild den Begriffen zu.
Elementarzelle = kleinste Einheit des Raumgitters welche charaktisierende Form annimmt
Drei Elementarzellen aufzählen und zeichnen
kubisch raumzentriertes Kristallgitter
kubisch flächenzentriertes Kristallgitter
hexagonales Kristallgitter
warum sind kubisch raumzentriertes Kristallgitter kubisch flächenzentriertes Kristallgitter eher umformbar und hexagonales Kristallgitter nicht?
Wegen Gleitsysteme (ebene um sich zu verschieben) hexagonales hat nur 3 andere beiden 12
Mischkristalle 2 aufzählen und zeichnung
Substitutionsmischkristall
Einlagerungsmischkristall
Zeichnung siehe zm
Intermedialische Phasen
Zusammensetzung, Gitterstruktur, entstehung, Eigenschaften
(Metall/Metall oder Metall/Nichtmetall) zeichnen sich durch eine eigene meist komplizierte Gitterstruktur aus.
Sie entstehen, wenn über die Löslichkeitsgrenze des Mischkristalls hinauslegiert wird.
Die Schmelztemperatur und Härte Intermetallischer Phasen sind hoch. • Beispiele: Carbide (WC, TiC); Nitride (TiN, Fe4N)
Abkühlkurve und Zustandsdiagramm zm
s=
mk=
s=schmelzflüssige Phase
mk=Mischkristalle
Soliduslinie
Liquiduslinie
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Lernkarten
Übersicht der Werkstoffe aufzeichnen
Die Drei Bindungsarten aufzählen und welche Stoffe miteinander Verbindung eingehen wie heisst die Verbindung
Wie funktioniert die Atombindung?
Gleiche oder unterschiedliche Atome (Nichtmetalle) teilen sich zwei oder mehrere Elektronen mit ihren Bindungspartnern und bilden gemeinsame Elektronenpaare (kovalente Bindung)
Wie funktioniert die Ionenbildung?
zwischen zwei unterschiedlichen Atomen (Metalle nichtmetall) kommt es zu einem Elektronenübergang
Durch Elektronenübergang gibt es bei beiden Atomen elektrisch geladene Ionen
Zusammenhalt erfolgt durch elektrostatische Anziehung der gegensätzlich geladenen Ionen
zwangsläufig entstehen geordnete Ionengitter
Wie funktioniert die Meatallbildung?
Gleiche oder unterschiedliche Metallatome geben ihre Valenzelektronen an alle Atome ab und bilden ein Elektronengas
Valenzelektronen sind zwischen Atomrümpfen leicht beweglich
Zusammenhalt durch gegenseite anziehung zwischen Elektronen und Atomrümpfen
Zwangsläufig entstehen geordente Metallgitter
Physikalische Werkstoffeigenschaften
Dicht, el. Leitfahigkeit, schmelzpunkt, wärmeleitfähigkeit, verdampfungspunkt, thermische Ausdehnung
Mechanisch-technische Werkstoffeigenschaften
Festigkeit, Zähigkeit, Härte, Zugfestigkeit, Streckgrenze, Bruchdehnung, E-Modul
Fertigungstechnische Werkstoffeigenschaften
Giessbarkeit, Spannbarkeit, Verformbarkeit, Schweissbarkeit
Chemisch technische Werkstoffeigenschaften
Beständigkeit gegen Säure, Korrosionsbeständigkeit, Hitzebeständigkeit, Brennbarkeit
Drei Struktur arten von Werkstoffen
Gefüge, Atomare Struktur-feinstruktur, Atom
Was versteht man unter Nahordnung bzw. Fernordnung
Amorphe Werkstoffe/kristalline Werkstoffe
Erkläre Amorphe Werkstoffe und zwei beispiele
Räumliche Anordnung von Atomen beschränkt sich nur auf die unmittelbare Nachbaratome
Glas Polymere
Erkläre Kristalline Werkstoffe und zwei beispiele
Räumliche Anordnung von Atomen erstreckt sich durch das gesamte Material und es entsteht ein Raumgitter
Metalle technische Keramik
Ordnen Sie die Zahlen im Gefügebild den Begriffen zu.
1=Grosswinkelkorngrenze
2=Kleinwinkelkorngrenze
3=Elementarzelle
4=Subkörner
1-4=Kristallgitter
Begriff Raumgitter und ElementarzelleOrdnen Sie die Zahlen im Gefügebild den Begriffen zu.
Elementarzelle = kleinste Einheit des Raumgitters welche charaktisierende Form annimmt
Drei Elementarzellen aufzählen und zeichnen
kubisch raumzentriertes Kristallgitter
kubisch flächenzentriertes Kristallgitter
hexagonales Kristallgitter
warum sind kubisch raumzentriertes Kristallgitter kubisch flächenzentriertes Kristallgitter eher umformbar und hexagonales Kristallgitter nicht?
Wegen Gleitsysteme (ebene um sich zu verschieben) hexagonales hat nur 3 andere beiden 12
Mischkristalle 2 aufzählen und zeichnung
Substitutionsmischkristall
Einlagerungsmischkristall
Zeichnung siehe zm
Intermedialische Phasen
Zusammensetzung, Gitterstruktur, entstehung, Eigenschaften
(Metall/Metall oder Metall/Nichtmetall) zeichnen sich durch eine eigene meist komplizierte Gitterstruktur aus.
Sie entstehen, wenn über die Löslichkeitsgrenze des Mischkristalls hinauslegiert wird.
Die Schmelztemperatur und Härte Intermetallischer Phasen sind hoch. • Beispiele: Carbide (WC, TiC); Nitride (TiN, Fe4N)
Abkühlkurve und Zustandsdiagramm zm
s=
mk=
s=schmelzflüssige Phase
mk=Mischkristalle
Soliduslinie
Liquiduslinie
Hebelgesetz Schmelze und Kristalmasse
Kristalmasse=m*b/a+b
Masse der Schmelze=m*a/a+b
c0:Anteil von B in Legierung
c1:Anteil von B im Mischkristall
c2: Anteil von B in Schmelze
Eutektikum siehe Kärtli
Kärtli
Anhand Abkühlkurve ein zustandsdiagramm machen Folie 23 le 2
siehe zm
Mechanische Beanspruchungen
Zugbeanspruchung, Druckbeanspruchung, Schub oder Scherbeanspruchung, Biegebeanspruchung, Torsionsbeanspruchung
Spannungsdehnungs diagramm zm
zm
Spannungs dehnungs formeln
Spannung=Kraft/Fläche Dehnung=deltaL/lo
E-Modul =deltaSpannung/delta Dehnung
Kristallgitter bei elastischer Verformung schematisch
Normal /verschiebt sich schräg/ ursprung
siehe zm s. 7
Kristallgitter bei Plastischer Verformung
verschieben sich in gleitebenen
Kaltverformung und rekristalisation siehe Kärtli
Kärtli
Roheisenherstellung im Hochofen chemische Reaktion und Hochofen zeichnen mit schritten
sie bild
chemische reaktion
Reduktion des Eisenoxids zu Eisen
Fe2O3+3CO--> 3Co2+2Fe
Was bedeute es dass eisen zu den polymorphen Metallen gehört?
(versch. Kristallarten)
Welche Kristallarten hat eisen und wie heissen diese?
Eisen krz
Eisen(Aussteint) kfz
Eisen (Ferrit) krz
Was bewirkt Kohlenstoff als Legierungselement?
Härtbarkeit der Stähle
Festigkeit stark erhöht
die Dehnung wird reduziert
5 Gefügenamen bei Eisen
Ferrit
Austenit
Zementit
Perlit
Ledeburit
Eigenschaft der Gefüge eisen Kartei plus Zustandsdiagramm wo welche sind
Kärtli
Wann entsteht Perlit?
Perlitbildung durch Austenitzeafall bei 723 Grad Celsius
Gefüge Bilder Kärtli inklusive Zustandsdiagramm
Kärtli
Legierungen die mit Stahl gemacht werden Vorteil plus Nachteil
Chrom +=bessere Festigkeit und bessere Korrosionsbeständigkeit -=Bildung spröder Phasern
Nickel +=Verbessert Festigkeit,Zähigkeit,verändert Wärmedehnung, erhöht el widerstand
Molybdän +=verbessert Festigkeit, Härte, Korrosionsbeständigkeit
Mangan+=Verbessert Festigkeit,Wärmefestigkeit,Härte,Warmumformbarkeit-=verschlechtert zerspanbarkeit
Titan+=Verbessert Festigkeit, Schweissbarkeit, Kornfeinung,
4 arten von wärmebehandlung bei Stählen
Glühbehandeln
Härten
Vergüten (Härten + Anlassen)
Austenitzerfall
Ziel Glühbehandlung
Veränderung bestimmter Gebrauchs- oder Verarbeitung- Eigenschaften
Rekristallisationsglühen zb nach walzen wenn Kristalle versetzt wurden um wieder Struktur zu geben
