Werkstofftechnik
Werkstofftechnik HFH SB3
Werkstofftechnik HFH SB3
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Cartes-fiches
Schwingfestigkeitsprüfung
Kenngrößen
sigma 0 : Oberspannung
sigma u : Unterspannung
sigma m : Mittelspannung
sigma a : Schwingbreite
N : Schwingspielzahl
Wechselverfestigung
Durch die schwingende Beanspruchung plastische Verformung der Kristallite mit bevorzugte Orientierung
Ermüdung
Die Schädigung durch Schwingbeanspruchung
Bruchfläche
- Anrissstelle A
- Daueranrisses D (glatt und eingeebnet)
- Restbruchfläche R (zerklüftet)
Einflüsse auf die Dauerfestigkeit
- Drehriefen (ungünstig)
- Walzhaut
- Entkohlung
- Korrosion
Günstige auswirkungen
- Druckeigenspannungen (Kugelstrahlen, Oberflächenwalzen/härten, Nitrieren
Gewaltbruch
Einmalige Beanspruchung
Schwingbruch
mehrfache Belastungen, die nach Betrag und Richtung wechseln, endet als Gewaltbruch
Spaltbruch/Sprödbruch
Bei nicht erkennbaren plastischen Verformung, man unterscheidet zwischen
- Interkristallin, bruchflächen sind Korngrenzen. da sie schwächer sind als Korninnere. (Wasserstoff)
- Transkristallin, Kristallite im Inneren gespalten
Gleitbruch
Zähbruch, mit vorrangeganer Verfomung.
Infolge einer Gittertrennung bei fortschreitenden Abgleiten entlang der Gitterebenen unter Einwirkung einer Schubspannung
Kerbschlagbiegeversuch
Gemessen in Joule
(Gestell, Hammerscheibe, Pendelstange, Schleppzeiger, widerlager)
Einflüsse auf die Zähigkeit: Werkstoff, Temperatur, Spannungszustand, Beanspruchungsgeschw.,
Korrosion
Definition
- Reaktion des Werkstoffes mit seiner Umgebung
- Wechselwirkung an der Phasengrenze zwischen Metall und Umgebung
- Es tritt eine messbare Veränderung des Werkstoffes, die Benachteilig wirkt
Chemische Korrosion
Findet in der Hitze statt, bei einwirkung trockener Gase, wie O2 , Cl, SO2 )
Mechanismus ist die Diffusion
Verrunderung (Vermeidung durch Glühen in einer Schutzgas Atmosphäre)
Elektrochemische Reaktion
Elektrische Ströme entstehen wenn Metalle in Kontakt
mit ionenleitenden Medien zusammenkommen, das
Ionen enthält und zum Elektrolyten wird. Es
kann dadurch elektrischen Strom transportieren.
Zusammen ergeben sich galvanische Elemente.
Anode
Negativ
Elektrode an der ein Gleichstrom in den Eletrolyten austritt
Umwandlung der Anodensubtanz in ein Korrosionsprodukt
Oxidationsvorgang
Kathode
Positiv
Elektrode an der ein Gleichstrom aus dem Elektrolyten eintritt
Reduktionsvorgang
Elektrochemische Spannungsreihe
Leitet sich aus dem unterschiedlichen Verhalten der Metalle im Elektrolyten ab. Die Wasserstoffelektrode dient als 0 V.
Schutz durch Passivität
Düne, dichte , starkhaftende Oxidschicht. DIe Oberfläche schützt (Cr, Al, Sn, Ni)
Andere Form der passivität ist das anlegen äußerer Spannung zwischen einem edlerem und unedlerem Metall. (Kathodischer Schutz).
Erscheinungsformen elektrochemischer Korrosion
- Kontaktkorrosion
- selektive Korrosion
- Spaltkorrosion
- Lochfraßkorrosion
- interkristaline Korrosion
- Spannungsrisskorrosion
Kontaktkorrosion
Verschieden Metalle
Niet- und Schraubenverbindungen
Selective Korrosion
Unedlere Gefügebestandteile werden herausgelöst
z.B. entzinkung des Messings
Spaltkorrosion
Konstruktives Problem
Lochfraßkorrosion
Tritt an Ausscheidungen und Einschlüssen im Werkstoffgefüge, oft an schadhaften Schutzschichten
Interkristalline Korrosion
Tritt auf an Chromställen wenn sich Chromkarbide auscheiden so das keine Passivschicht sich bildet
Spannungsrisskorrosion
Bei gleichzeitiger Einwirkung von Spannungen und eines Korrosionsmediums.
Bei Schweißkonstruktionen
Passiver Korrosionschutz
- Feuerverzinken
- Galvanisieren
- Pulverbeschichten
- Phosphatieren
Aktiver Korrosionsschutz
- Entfernung aggresiver Bestandteile
- Zusatz von Inhibitoren
- Legieren
- Gefügeverbesserung durch Wärmebehandlung
- Korrosionsgerechtes Konstruieren
Farbeindringverfahren
Farbeindringverfahren nutzt Kapilareffek,
Oberflächenfehler
Magnetpulverprüfung
Nutzt Streufelder an Fehlern in Oberflächennähe bei magnetisierten Proben (ferromagnetischer Werkstoff)
Wirbelstromprüfung
Nutzt elektromagnetische Induktion und Wirbelströme
Stromrichtung und Fehlerlage sind wichtig
Ultraschallprüfung
Nutzt Ultraschallwellen, piezoelektrisch Erzeugt und regestriert.
Durchschallungs- und Impuls-Echo-Methode
Einschallrichtung und Fehlerlage wichtig
Röntgen- Gammstrahlenprüfung
Nutzen die Absorption elektromagnetsicher Strahlen durch Werkstoff
Einstrahlrichtung/Fehlerlage wichtig