Konstruktionswerkstoffe
Prüfungsvorbereitung
Prüfungsvorbereitung
Kartei Details
| Karten | 127 |
|---|---|
| Sprache | Deutsch |
| Kategorie | Technik |
| Stufe | Universität |
| Erstellt / Aktualisiert | 17.08.2015 / 23.07.2019 |
| Lizenzierung | Keine Angabe |
| Weblink |
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Festigkeitskennwerte und Dichtekennwerte für Kuststoffe, Mg-, Al-, Ti- Leg., Stahl, Al2o3, Si3N4 und ZrO2
Kunststoffe: bis 100 MPa, 1-2 g/cm³
Mg-Leg: bis 300 MPa, Mg: 1,7 g/cm³
Al-Leg: bis 800 MPa, Al: 2,7g/cm³
Ti- Leg: bis 1200MPa, Ti: 4,5 g/cm³
Stahl bis 3000MPa, Fe: 8g/cm³
Al2O3: bis 500MPa, 4g/cm³
Si3N4: bis 1400MPa, 3,2 g/cm³
ZrO2: bis 1500 MPa, 6 g/cm³
K1C für Polymere Glas, Keramik, Verbund und Metalle
Polymere: 0,5-20 MPa*wurzelm
Glas: bis 1 MPa*wurzelm
Keramik: 2-10 MPa*wurzelm
Verbunde: 10- 100 MPa*wurzelm
Metalle: 5-200 MPa*wurzelm
Thermische Leitfähigkeit Lambda und lin. Ausdehnungkoeffizient alpha von Polymer, Glas, Sthal, Keramik
Polymere:Lambda 0,1-1 W/(mK), alpha = 20-500*10^-6 1/K
Glas/ Glaskeramik: Lambda 1 W/(mK), alpha = 0,5-2*10^-6 1/K
Stahl / Cu, Alu: Lambda 40 - 200 W/(mK), alpha = 20*10^-6 1/K
Keramik: Lambda 15-200 W/(mK), alpha = 2-10 *10^-6 1/K
Diamant: Lambda 800 W/(mK), alpha = gering
Welche werkstoffrelevanten Eigenschaften gibt es?
Werkstoffeigenschaften hängen vom Gefüge/bindung ect. ab
- E- Modul -> Werkstoffkennwert führt auf Steifigkeit-> kein Werkstoffkennwert
- Festigkeit
- Bruchzähigkeit
- Festigkeit in Abhängigkeit der Temperatur
- Temperaturwechselfestigkeit
- Ermüdungsverhalten
- therm, elek Leitfähigkeit
- Ausdehnungskoeffizienten
abhängig von der Werkstoffpaarung:
- Verschleißrate
- Korrosion
- Härte
E-Module von Polymer, Metall, Keramik
- Polymere: 0,1- 10 GPa
- Metalle: 20- 300 GPa Al: 70 Stahl 210
- Glas + Keramik: großer Bereich Al2O3 400GPa
- Diamant: 1000GPa
Vor und Nachteile von Eisenwerkstoffen
Vorteile:
- billiger Rohstoff -> häufiges Vorkommen
- leicht zu reduzieren, günstiger Herstellungsprozeß
- Reduktionsmittel oft gleichzeitig Legierungselement
- gut verarbeitbar
- technologisch verwertbare Phasenumwandlung
Nachteile:
- relativ schwer
- Anwendungen auf unter T=600°C begrenzt
- korr. anfällig
Herstellung von Eisen
- Hochofenverfahren (Reduktion) : Erz (Fe2O3Hämatit und Fe3O4 Magnetit, zuschläge, Koks), Schlacke CaSiO3, CaS
- Elektrostrahlverfahren , teuer, für hochqualitativen Stahl, ohne Koksbeimischung meist aus Stahlschrott, kleine Mengen
Wie Werden Eisenwerkstoffe eingeteilt?
- nach ihrer Verwendung
Baustähle, Werzeugstähle, Stähle mit besonderen phys, chem. Eigenschaften
- nach Ihrem Gefüge
- Phasen: eutektoider Stahl (Perlit), untereutektoid: (Ferrit und Perlit), übereutektoider Stahl (Perlit + Zementit)
- Gefüge: ferritisch,austenitisch, martensitisch
- nach Gütegruppen
- Massenstähle (Summe P, S <= 0,06%),
- Qualitätsstähle (Summe P, S <= 0,045%)
- Edelstähle (Summe P, S <= 0,035%)
entscheidende Auswirkung auf mech. Eigenschaften wie Zähigkeit, Verarbeitbarkeit, Sprödigkeit
