Werkstofftechnik Probeklausur 2/2013
Klausurfragen zum Thema Werkstofftechnik
Klausurfragen zum Thema Werkstofftechnik
Linie b) für unlegierte Stähle
Wie sind Duroplaste molekular aufgebaut?
Engmaschige Vernetzung
Aushärten wird bei Aluminium-Legierungen angewandt.
a) Nennen Sie den 1. Verfahrensschritt beim Aushärten.
b) Nennen Sie eine aushärtbare Aluminium-Legierung (keine Bezeichnung bzw. Kurzname!)
a) Lösungsglühen - Erzeugung eines homogenen MK-Gefüges
b) Knetlegierung Al-Mg-Si, Al-Cu-Mg
Das Bild zeigt ein unvollständiges Zustandsdiagramm einer Legierung.
a) Markieren Sie im Diagramm das Feld des Mischkristalls auf Basis der Komponente A.
b) Markieren Sie im Diagramm die eutektische Legierung.
c) Für welche fertigungstechnische Methode ist die eutektische Legierung gut geeignet?
a) gestrichelte Linie
b) rote senkrechte Linie
c) gute Gusslegierung
Das Bild zeigt die Elementarzelle von Austenit.
a) Welchen Gittertyp hat dieser Mischkristall?
b) Wie hoch ist der maximale (bei ca. 1150°C) Kohlenstoffgehalt in Austenit?
c) Nennen Sie eine Gebrauchseigenschaft von Austenit
a) kubisch-flächen-zentriert (kfz)
b) 2,06 %
c) sehr weich, verformbar, magnetisch
Welche der folgenden Aussagen treffen auf eine Kupfer-Nickel-Legierung zu:
a) Benennen Sie dieses Polymer:
b) Nennen Sie eine häufige Anwendung dieses Polymeren:
a) PC - Polycarbonat
b) Glasersatz z.B. bei Verglasungen
a) x-Achse: Schwingspielzahl y-Achse: (Wechsel-)Spannung
b) unlegierte Stähle
Welche Funktionen übernimmt i.d.R. ein Matrix-Stoff bei Verbundwerkstoffen?
Verfestigung
Warum haben Kunststoffe
a) eine geringere Dichte als technische Metalle:
b) eine schlechte elektrische Leitfähigkeit:
a) sie bestehen nur aus organischen Makromolekülen
b) Es gibt keine freien Valenzelektronen in den Bindungen.
Ergänzen Sie folgende Aussagen bezüglich unlegierter Stähle:
Die Härte dieser Stähle wird mit steigendem Kohlenstoffgehalt …………
Die Schweißbarkeit dieser Stähle wird mit steigendem Kohlenstoffgehalt …………
1. besser
2. schlechter
Zur Auswahl stehen vier Werkstoffe mit folgenden Werten der spezifischen Festigkeit:
Werkstoff A: 105 Nm/g Werkstoff C: 330 Nm/g
Werkstoff B: 280 Nm/g Werkstoff D: 217 Nm/g
Welcher dieser Werkstoffe ist am besten zum Leichtbau geeignet?
Werkstoff C, da er die beste Festigkeit besitzt.
Sortieren Sie die Werkstoffe mit folgenden Bezeichnungen nach steigendem E-Modul:
S235JR, EN AW-6060, POM, CFK
S235JR (Stahl - Fe hat 210.000 MPa)
EN-AW-6060 (Aluminium-Knetlegierung - Al hat 72.000 MPa)
CFK (150.000 MPa)
POM (3.100 MPa)
Härten, Kaltverformen
Ordnen Sie folgende Kennwerte den dargestellten Kurven zu:
- die Bruchdehnung
- die Brucheinschnürung
- die Streckgrenze
- die Zugfestigkeit
unten: Chrom
rechts: Nikel
links: Eisen
Nennen Sie zwei verschiedene Arten von Gitterbaufehlern.
punktförmige Fehler - Leerstellen / Fremdatome (Substitutionsatom, Zwischengitteratom)
linenförmige Fehler - Versetzungen
Festigkeit, Härte, elektr. Leitfähigkeit
geringer
Zu welcher Gruppe gehört die schlagartige Belastung von Werkstoffen:
Nennen Sie jeweils einen Kennwert für folgende Eigenschaften: Festigkeit: Zähigkeit:
Festigkeit - Streckgrenze Re, Dehngrenze Rp, Zugfestigkeit Rm, Bruchdehnung A
Zähigkeit - Kerbschlagarbeit Kv
Wie verändert sich die Festigkeit von Metallen durch die Verfeinerung des Gefüges?
Sie nimmt zu.
Bei welcher Messmethode wird die Härte eines Metalls aus der Eindringtiefe abgeleitet?
Rockwell C
Ein Kegel aus Diamant wird mit 1471 N eingedrückt. Die Tiefe des verbleibenden wird gemessen.
HRC = 100 - h / 0,002mm (Wert sollte zwischen 20 und 70 liegen)
Geeignet für sehr harte Metalle.
Wie verändert sich die Festigkeit unlegierter Stähle mit steigendem Kohlenstoffgehalt?
Sie steigt.
0,1% - ca. 380 MPa
0,6% - ca. 800 MPa
Das Bild zeigt ein Metall-Gefüge, in dem die Kristallachsen etwa gleich gerichtet sind.
Wie wird dieser Gefügezustand genannt?
Textur
Auf welche der folgenden Eigenschaften wirkt sich eine Textur aus?
a) Temperatur
b) allotrope Modifikation
Welche Aussagen treffen auf allgemeine Baustähle zu:
Stähle mit folgenden Kurznamen stehen zur Auswahl:
S235J0W, 28Mn6, X6Cr17, L690M, C10, X38CrMo5-3
a) Welche Stähle gehören zur Gruppe der Baustähle?
b) Welcher Stahl ist zum Einsatzhärten geeignet?
c) Welche Stähle sind niedriglegiert?
d) Welche Stähle sind zum Vergüten geeignet?
e) Welcher Stahl hat den höchsten Kohlenstoff-Gehalt?
a) S235J0W, L690M
b) C10
c) 28Mn6
d) 28Mn6
e) X38CrMo5-3
Das Bild zeigt einen Ausschnitt des Eisen (Fe)-Kohlenstoff (C)-Diagramms.
a) Markieren Sie im Diagramm die Line, welche die Ausscheidung von Zementit aus dem Austenit kennzeichnet.
b) Welches Gefüge hat eine Legierung mit 0,5% C (gestrichelte Linie):
bei 900°C : ……………………………………………
bei 300°C: ……………………………………………
c) Welcher Kohlenstoffgehalt entspricht dem Punkt „S“?
a) Linie ES
b) 900°C - Austenit
300 °C - Ferrit + Perlit
c) 0,8%
- Passivierbarkeit
- mind. 12% Cr
- homogenes Gefüge
- negatives elektrochemisches Potential (unedel)
Kupfer-Zink-Legierungen sind wichtige Kupferwerkstoffe.
a) Welchen Namen haben diese Legierungen?
b) Wie verändert sich ihre Verformbarkeit mit steigendem Zink-Gehalt?
a) Messing
b) Zugfestigkeit steigt von ca. 210 auf ca. 510 MPa bei 46% Zink und sinkt dann extrem ab.
Bruchdehnung steigt von ca. 420 auf ca. 600 MPa bei 25% Zink und sinkt dann langsam ab.
Im Eisen(Fe)–Kohlenstoff(C)–System kommen zwei Mischkristalle vor. Ergänzen Sie:
Gefügename des MK Max. C–Gehalt bei Temperatur
1.
2.
1. a-MK RT: 0,002% 723°C: 0,02%
2. y-MK 723°C: 0,8% 1147°C: 2,06%
Das Bild zeigt ein Diagramm eines Stahls.
a) Wie heißt das Diagramm?
b) Beschriften Sie die beiden Achsen.
c) Markieren Sie im Diagramm die Linie, welche die Martensitbildung kennzeichnet.
a) Zeit-Temperatur-Umwandlungs-Diagramm
b) x-Achse: Zeit y-Achse: Temperatur
c) horizintale Linie über "M"
-
- 1 / 46
-
Cartes-fiches
Nennen Sie zwei verschiedene Arten von Gitterbaufehlern.
punktförmige Fehler - Leerstellen / Fremdatome (Substitutionsatom, Zwischengitteratom)
linenförmige Fehler - Versetzungen
Festigkeit, Härte, elektr. Leitfähigkeit
geringer
Zu welcher Gruppe gehört die schlagartige Belastung von Werkstoffen:
Nennen Sie jeweils einen Kennwert für folgende Eigenschaften: Festigkeit: Zähigkeit:
Festigkeit - Streckgrenze Re, Dehngrenze Rp, Zugfestigkeit Rm, Bruchdehnung A
Zähigkeit - Kerbschlagarbeit Kv
Wie verändert sich die Festigkeit von Metallen durch die Verfeinerung des Gefüges?
Sie nimmt zu.
Bei welcher Messmethode wird die Härte eines Metalls aus der Eindringtiefe abgeleitet?
Rockwell C
Ein Kegel aus Diamant wird mit 1471 N eingedrückt. Die Tiefe des verbleibenden wird gemessen.
HRC = 100 - h / 0,002mm (Wert sollte zwischen 20 und 70 liegen)
Geeignet für sehr harte Metalle.
Wie verändert sich die Festigkeit unlegierter Stähle mit steigendem Kohlenstoffgehalt?
Sie steigt.
0,1% - ca. 380 MPa
0,6% - ca. 800 MPa
Das Bild zeigt ein Metall-Gefüge, in dem die Kristallachsen etwa gleich gerichtet sind.
Wie wird dieser Gefügezustand genannt?
Textur
Auf welche der folgenden Eigenschaften wirkt sich eine Textur aus?
a) Temperatur
b) allotrope Modifikation
Welche Aussagen treffen auf allgemeine Baustähle zu:
Stähle mit folgenden Kurznamen stehen zur Auswahl:
S235J0W, 28Mn6, X6Cr17, L690M, C10, X38CrMo5-3
a) Welche Stähle gehören zur Gruppe der Baustähle?
b) Welcher Stahl ist zum Einsatzhärten geeignet?
c) Welche Stähle sind niedriglegiert?
d) Welche Stähle sind zum Vergüten geeignet?
e) Welcher Stahl hat den höchsten Kohlenstoff-Gehalt?
a) S235J0W, L690M
b) C10
c) 28Mn6
d) 28Mn6
e) X38CrMo5-3
Das Bild zeigt einen Ausschnitt des Eisen (Fe)-Kohlenstoff (C)-Diagramms.
a) Markieren Sie im Diagramm die Line, welche die Ausscheidung von Zementit aus dem Austenit kennzeichnet.
b) Welches Gefüge hat eine Legierung mit 0,5% C (gestrichelte Linie):
bei 900°C : ……………………………………………
bei 300°C: ……………………………………………
c) Welcher Kohlenstoffgehalt entspricht dem Punkt „S“?
a) Linie ES
b) 900°C - Austenit
300 °C - Ferrit + Perlit
c) 0,8%
- Passivierbarkeit
- mind. 12% Cr
- homogenes Gefüge
- negatives elektrochemisches Potential (unedel)
a) Messing
b) Zugfestigkeit steigt von ca. 210 auf ca. 510 MPa bei 46% Zink und sinkt dann extrem ab.
Bruchdehnung steigt von ca. 420 auf ca. 600 MPa bei 25% Zink und sinkt dann langsam ab.
Im Eisen(Fe)–Kohlenstoff(C)–System kommen zwei Mischkristalle vor. Ergänzen Sie:
Gefügename des MK Max. C–Gehalt bei Temperatur
1.
2.
1. a-MK RT: 0,002% 723°C: 0,02%
2. y-MK 723°C: 0,8% 1147°C: 2,06%
Das Bild zeigt ein Diagramm eines Stahls.
a) Wie heißt das Diagramm?
b) Beschriften Sie die beiden Achsen.
c) Markieren Sie im Diagramm die Linie, welche die Martensitbildung kennzeichnet.
a) Zeit-Temperatur-Umwandlungs-Diagramm
b) x-Achse: Zeit y-Achse: Temperatur
c) horizintale Linie über "M"
Werkzeugstähle werden zum Bearbeiten anderer Werkstoffe genutzt.
a) In welche drei Gruppen werden diese Stähle eingeteilt?
b) Welche ist die wichtigste Eigenschaft dieser Stähle?
a) Kaltarbeitsstähle (-200°C), Warmarbeitsstähle (200-400°C), Schnellarbeitsstähle (400-600°C)
b) Härte und Verschleißbeständigkeit
Ergänzen Sie folgende Aussagen bezüglich der Baustähle:
Unlegiert sind nur …………. Baustähle.
Verbesserung der Festigkeit wird vor allem durch ……. erreicht.
1. allegmeine
2. Kornverfeinerung, Kaltumformen (keine Eignung zum Härten!!)
Das Bild zeigt das Gefüge eines Eisengusswerkstoffes.
a) Wie heißt dieser Werkstoff?
b) Benennen Sie im Bild die zwei Gefügebestandteile.
a) Temperkohle
b) hell: Ferrit dunkel: Graphiteinlagerungen
Welche Temperaturen (bzw. Temperaturbereiche) werden bei den folgenden Begriffen gemeint:
Kaltzähigkeit: ……………
Kaltarbeitsstähle: ……………
1. < 0°C
2. bis 200°C
Benennen Sie den Kunststoff, der mit Kurzzeichen POM bezeichnet wird.
Polyoxymethylen.
für Kunststoff hohe Dichte (1,42) und hohe Dauergebrauchstemperatur (100°C), teilkristallin, sehr zäh, keine Wasseraufnahme(!!), mit Metallpulver elektrisch leitfähig
Was ist die wichtigste Gebrauchseigenschaft der Duplex-Stähle?
Korrosionsbeständigkeit
Linie b) für unlegierte Stähle
Wie sind Duroplaste molekular aufgebaut?
Engmaschige Vernetzung
Aushärten wird bei Aluminium-Legierungen angewandt.
a) Nennen Sie den 1. Verfahrensschritt beim Aushärten.
b) Nennen Sie eine aushärtbare Aluminium-Legierung (keine Bezeichnung bzw. Kurzname!)
a) Lösungsglühen - Erzeugung eines homogenen MK-Gefüges
b) Knetlegierung Al-Mg-Si, Al-Cu-Mg
Das Bild zeigt ein unvollständiges Zustandsdiagramm einer Legierung.
a) Markieren Sie im Diagramm das Feld des Mischkristalls auf Basis der Komponente A.
b) Markieren Sie im Diagramm die eutektische Legierung.
c) Für welche fertigungstechnische Methode ist die eutektische Legierung gut geeignet?
a) gestrichelte Linie
b) rote senkrechte Linie
c) gute Gusslegierung
a) kubisch-flächen-zentriert (kfz)
b) 2,06 %
c) sehr weich, verformbar, magnetisch
Welche der folgenden Aussagen treffen auf eine Kupfer-Nickel-Legierung zu:
a) Benennen Sie dieses Polymer:
b) Nennen Sie eine häufige Anwendung dieses Polymeren:
a) PC - Polycarbonat
b) Glasersatz z.B. bei Verglasungen
a) x-Achse: Schwingspielzahl y-Achse: (Wechsel-)Spannung
b) unlegierte Stähle
Welche Funktionen übernimmt i.d.R. ein Matrix-Stoff bei Verbundwerkstoffen?
Verfestigung
Warum haben Kunststoffe
a) eine geringere Dichte als technische Metalle:
b) eine schlechte elektrische Leitfähigkeit:
a) sie bestehen nur aus organischen Makromolekülen
b) Es gibt keine freien Valenzelektronen in den Bindungen.
Ergänzen Sie folgende Aussagen bezüglich unlegierter Stähle:
Die Härte dieser Stähle wird mit steigendem Kohlenstoffgehalt …………
Die Schweißbarkeit dieser Stähle wird mit steigendem Kohlenstoffgehalt …………
1. besser
2. schlechter
Zur Auswahl stehen vier Werkstoffe mit folgenden Werten der spezifischen Festigkeit:
Werkstoff A: 105 Nm/g Werkstoff C: 330 Nm/g
Werkstoff B: 280 Nm/g Werkstoff D: 217 Nm/g
Welcher dieser Werkstoffe ist am besten zum Leichtbau geeignet?
Werkstoff C, da er die beste Festigkeit besitzt.
