Werkstoffe
Modul Werkstoffe HS22
Modul Werkstoffe HS22
Fichier Détails
| Cartes-fiches | 71 |
|---|---|
| Langue | Deutsch |
| Catégorie | Technologie du métal |
| Niveau | Université |
| Crée / Actualisé | 31.01.2023 / 25.02.2024 |
| Lien de web |
https://card2brain.ch/box/20230131_werkstoffe
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| Intégrer |
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Nenne die gängigsten Kristallgitter-Arten. Zeichne jede Kristallgitter-Art auf. Nenne ausserdem zu jeder Kristallgitter-Art folgende Sachen:
- Die Anzahl ganzer Atome
- Die Koordinationszahl
- Die Anzahl Gleitsysteme
- Beispiel Metalle
- Kubisch raumzentriertes Kristallgitter (krz):
- Anzahl ganzer Atome: 2
- Koordinationszahl: 8
- Anzahl Gleitsysteme: 12
- Beispiel Metalle: Ferrit, Beta-Ti, Cr, Mo, W,
- Kubisch flächenzentriertes Kristallgitter (kfz):
- Anzahl ganzer Atome: 4
- Koordinationszahl: 12
- Anzahl Gleitsysteme: 12
- Beispiel Metalle: Austenit, Al, Cu, Ni, Au, Ag, Pt, Pb, Beta-Co
- Hexagonales Kristallgitter oder hexagonal dichtestete Kugelpackung (hdp):
- Anzahl ganzer Atome: 6
- Koordinationszahl: 12
- Anzahl Gleitsysteme: 3
- Beispiel Metalle: Alpha-Ti, Zn, Mg, Be, Alpha-Co
Ordne die Zahlen im Gefügebild den Begriffen zu:
Nr. 1 -> Grosswinkelkorngrenze
Nr. 2 -> Kleinwinkelkorngrenze
Nr. 3 -> Elementarzelle
Nr. 4 -> Subkörner
Nr. 1 - 4 -> Kristallgitter
Erläre den Begriff "Gleitsyteme".
Anzahl der Gleitebenen eines Kristallgitters. Umso grösser die Anzahl Gleitsysteme, umso besser ist die Umformbarkeit.
Erläre den Begriff "Packungsdichte".
Verhältniss zwischen dem Volumen der Atome in einer Elementarzelle mit dem Volumen der Elementarzelle.
Erläre den Begriff "Koordinationszahl".
Anzahl nächster Atome im Kristallgitter.
Erläre den Begriff "Elementarzelle".
Kleinste Einheit eines Kristallgitters.
Erläre den Begriff "Korngrenze".
Grenze zwischen den Körnern. Verschieden ausgerichtete Kristallgitter treffen aufeinander.
Erläre den Begriff "Phase".
Homogene Körper (z.B. Kristall) mit etwa konstanten Eigenschaften.
Erläre den Begriff "Kristall / Korn".
Bereich eines gleichgerichteten Kristallgitters.
Erläre den Begriff "Kristallgitter".
Geordneter atomarer Aufbau eines kristallinen Materials.
Erläre den Begriff "Gefüge".
Mikroskopischer Aufbau: Anordung der Kristalle und Kristallkörner.
Erläre den Begriff "Struktur".
Bau und Gliederung der Materie.
Nenne die gängigsten Eigenschaften von Werkstoffen. Nenne auch ein paar Beispiele zu jeder Eigenschaft.
- Physikalische Eigenschaften: Dichte, Schmelztemperatur, Thermische Längenausdehnung, Wärmeleitfähigkeit
- Mechanisch-technische Eigenschaften: Festigkeit, Härte, Verformbarkeit
- Fertigungstechnische Eigenschaften: Giessbarkeit, Kaltumformbarkeit, Schmiedbarkeit, Spanbarkeit, Schweissbarkeit, Härtbarkeit
- Chemisch-technische Eigenschaften: Korriosionsbeständigkeit, Wärmebeständigkeit, Brennbarkeit
Welche Bindungsarten gibt es? Nenne zu jeder Bindungsart die beteiligten Elemente und die Vorgänge in der Elektronenhülle.
- Kovalentebindung: Nichtmetall + Nichtmetall; Bildung gemeinsamer Elektronenpaare
- Ionenbindung: Metall + Nichtmetall; Elektronenübergang
- Metallbindung: Metall + Metall; Abgabe von Elektronen
Zeichne die Übersicht der Werkstoffe auf.
Welche Arten von Stoffen gibt es? Nenne auch Beispiele zu jeder Art von Stoffen.
- Naturstoffe + Rohstoffe: Erze, Erdöl, Holz, Edelmetalle
- Werkstoffe: Metalle, Verbundstoffe, Keramik, Kunststoffe
- Fertigprodukte
- Hilfsstoffe: Wasser, Luft, Öl, Säuren
Welche Arten von Fehlern gibt es in Kristallgittern?
- Leerstelle: Ein Atom fehlt (ist leer) -> Verzerrung Gitter
- Fremdatom: Falsches Atom an Platz von richtigem Atom -> Verzerrung Gitter
- Zwischengitteratom: Ein Atom ist zwischen den Gittern -> Verzerrung Gitter
- Versetzung: Reihe von Atomen hört plötzlich auf, ist versetzt -> Verzerrung Gitte
-> Verzerrungen erhöhen Spannung -> Erhöht die Festigkeit
Was ist der Gittertyp von Eisen?
Ferrit: krz
Austenit: kfz
Was ist der Gittertyp von Aluminium?
kfz
Was ist der Gittertyp von Kupfer?
kfz
Was ist der Gittertyp von Titan?
Alpha-Ti: hdp
Beta-Ti: krz
Was ist der Gittertyp von Nickel?
kfz
Was ist der Gittertyp von Magnesium?
hdp
Was ist der Gittertyp von Zink?
hdp
Erkläre den Begriff "Legierung".
Legierungen sind Stoffgemische mit metallischen Eigenschaften. In der Technik werden meist nicht reine Metalle verwendet, sondern Legierungen. Durch Zusatz anderer Elemente können die Eigenschaften, wie z.B. Festigkeit, verbessert werden.
Welche Legierungsstrukturen gibt es?
- Fast reine Kristalle
- Mischkristalle
- Intermetallische Phasen
Welche Arten von Mischkristallen gibt es?
- Substitutionsmischkristall
- Einlagerungsmischkristall
Erstelle aus den folgenden Abkühlkurven ein Zustandsdiagramm. Beschrifte auch die Linien und die verschiedenen Bereiche.
Wie lautet die Formel für das Hebelgesetz?
Achtung: a steht für Schmelze, und b steht für Mischkristalle!
Immer umgekehrt denken!
Was definiert eine eutektische Legierung?
- im Flüssigen mischbar
- im Festen nicht mischbar
- Eutektikum = geordnete Entmischung
Welche mechanische Beanspruchungsarten gibt es?
- Zugbeanspruchung
- Druckbeanspruchung
- Schub- oder Scher- beanspruchung
- Biegebeanspruchung
- Torsionsbeanspruchung
Ein Werkstoff mit einer Fläche von 20mm2 wird mit einer Kraft von 100N beansprucht. Nenne die Spannung in [N/mm2], [Pa] und [Bar].
Spannung = F / A = 5 N/mm2 = 5'000'000 Pa = 5MPa = 50 Bar
Zeichne ein Spannungs- Dehnungs-Diagramm ohne ausgeprägter Streckgrenze. Benenne auch die wichtigsten Merkmale der Kurve.
Re: Streckgrenze
Rp0.2: 0.2 %-Dehngrenze
Rm: Zugfestigkeit
A: Bruchdehnung
Zeichne ein Spannungs- Dehnungs-Diagramm mit ausgeprägter Streckgrenze. Benenne auch die wichtigsten Merkmale der Kurve.
Re: Streckgrenze
Rp0.2: 0.2 %-Dehngrenze
Rm: Zugfestigkeit
A: Bruchdehnung
Wie lautet die Formel für die Spannung?
Spannung = F / A
Wie lautet die Formel für die Dehnung?
Dehnung = delta l / l0
delta l = Längenänderung
l0: ursprüngliche Länge
Wie lautet die Formel für das E-Modul?
E = delta Spannung / delta Dehnung
Was passiert bei einer plastischen Verformung gegenüber einer elastischen Verformung?
Die Atome werden bleibend verschoben entlang der Gleitebene.
Was ist Rekristallisation und wozu wird es verwendet?
Bei der Rekristallisation wir ein kaltumformter Werkstoff geglüht. Dabei werden die verzertten Kristallgitter wieder neu, unverzerrt, angeordnet. Dabei nimmt die Zugfestigkeit wieder ab und die Verformbarkeit wieder zu.
Welche Häreprüfverfahren gibt es und was sind die Eindringkörper? Nenne auch deren Anwendungsgebiete.
- Brinell: Kugel aus Hartmetall; Nicht gehärteter Stahl + gehärteter Stahl
- Vickers: Pyramide aus Diamant; Nicht gehärteter Stahl + gehärteter Stahr + Nitrierstahl + Hartmetalle
- Rockwell: Kegel aus Diamant; Nicht gehärteter Stahl + gehärteter Stahr + Nitrierstahl
