Einleitung

Question 1

Werkstoffeigenschaften: Nenne 4 Werkstoffgruppen + mind. je 2 Eigenschaften

Answer 1

Metalle: gute Leitfähigkeit, plastisch verformbar
Keramiken: Spröde, chem. beständig, nicht plast. verformbar
Kunststoffe: chem. sehr best., schlechte Leitfähigkeit
Verbundwerkstoffe: zusammensetzung aus basiswerksstoffen, eleminiert schlechte eigenschaft

Question 2

Unterschied Atomare struktur Glas Keramik

Answer 2

Keramik: Kristallin
Glas: amorph

Nahordnung(Atome): gleich
Fernordnung(Gitterstruktur): unterschied

Question 3

Vergl. Leitfähigkeitsbereiche 4 Werkstoffgruppen (Skizze)

Answer 3

Metalle:Leiter-Kupfer, Alu
Halbleiter: Halbleiter-Germanium, Bleisilfid,Silizium
Keramik, Kunststoffe:Isolatoren-Nylon66, Aluminiumoxid

Question 4

Hooksche Gesetz

Answer 4

σ = E · ε
Spannung = E-Modul*Längenänderung

Question 5

Längenausdehnungskoeffizient ferritischer Stahl

Answer 5

12*10^-6 (1/K)

Question 6

Kennwerte Zugversuch:

Answer 6

Streckgrenze: bis da: rein elastische Verformung
Zugfestigkeit: Bis Querschnitt kleiner wird
E-Modul: Steigung hookschen Gerade
Bruchdehnung: Längenänderung bis Bruch

Question 7

Härtemessverfahren: Nenne 3

Answer 7

Nach Brinell: Kugel mit Prüfkraft in werkstoff- Härte=Kraft/Fläche
Nach Vickers: Diamantpyramide in werkstoff
Nach Rockwell: Kegel andrücken in werkstoff, 0 setzen, dann Prüfkraft hinzugeben, messen wie weit drin

Question 8

Eigenschaft Eisen von Bedeutung

Answer 8

Leitfähigkeit, Verfügbarkeit, Legierbarkeit, Umformbarkeit, Gitterstruktur f(Temperatur)

Question 9

spez. Behalndlungen zur änderung Eigenschaften der Werkstoffe

Answer 9

Umformen, Legieren, Wärmebehandeln

Question 10

2 Schwach & Stark Gefügeabhängige Eigenschaften

Answer 10

Schwach: Schmelztemperatur, E- Modul
Stark: Leitfähigkeit, Streckgrenze

Question 11

Was beschreibt Bohrsche Atommodell

Answer 11

Elekronen umkreisen Protonen auf Festen bahnen

Question 12

Kernladung + Ordnungszahl

Answer 12

Kernladungszahl: Anzahl Protonen
Ordnungszahl: Element wir je nach Atomen im Periodensystem angeordnet

Question 13

Edelgaskonfig.

Answer 13

Äußerste Schale voll Besetzt mit 8 Elektronen->kein Bestreben zu reagieren

Question 14

Wichtigste chem. Bindungsarten

Answer 14

Ionenbindung: Ein atom gibt Elektron an anderes Atom, unterschiedl. Ladung ziehen sich an
Atombindung: Atome teilen sich Elektronen äußerste Schale
Metallbindung: pos. Geladene atomrümpfe, schwach geladene Valenzelektronen -> frei bewegl. elektronen, Elektronengas hält Metallgitter zusammen

Question 15

Was ist Elementarzelle

Answer 15

kleinste Einheit des Raumgitters

Question 16

Wichtigste Elementarzelltypen

Answer 16

krz: Packungsdichte: 0,68 - Koordinationszahl:8, Anzahl Atome in EZ: 2
kfz: Packingsdichte: 0,74, Koordinationszahl: 12, Atome in EZ: 4
hdp: Packungsdichte: 0,74, Koordinationszahl: 12,

Question 17

Gitterkonstante

Answer 17

Abstand. zw. Atomen

Question 18

Warum unterscheiden sich Schmelzpunkte für Metalle

Answer 18

Unterschiedl. Bindungsenergie: Erst wenn anziehungskraft überwunden

Question 19

schwache Bindungen

Answer 19

Wasserstoffbrücken
Dipol Dipol

Question 20

Was ist Packungsdichte

Answer 20

Wie viel % des Volumen der EZ sind Atome

Question 21

Koordinationszahl?

Answer 21

Wie viele Atome sich Berühren

Question 22

Begriffe: Isotropie
Anisotropie
Quasi- Isotropie
Textur

Answer 22

Isotropie: Eigenschaften Richtungsunabhängig
Anisotropie: Eigenschaften Richtungsabhängig
Quasi-Isotropie: Richtungsabhängigkeit der Kristalle hebt sich gegenseitig auf
Textur: regellose Verteilung d. Kristalle(Isotropie) -> nach Umformen Richtungsabhängige Verteilung(Anisotorie)

Question 23

Wichtigste Gitteraufbaufehler Nulldimendional

Answer 23

Leerstellen: Atom fehlt-> begünstigt Diffusion
Substitutionsatome: Falsches Atom->Verspannungen
Einlagerungsatome: Atome zw. Gitterplätzen, wenn Atom kleiner als Gitteratome

Question 24

Gitteraufbaufehler Eindimensional

Answer 24

Stufenversetzung: eingeschobene Halbebene, höhere Festigkeit
Schraubversetzung: Gitterebene schraubt sich wendelförmig um Versetzungslinie, durch Umformung, erhöht festigkeit

Question 25

Gitteraufbaufehler Zweidimensional

Answer 25

Korngrenzen: Kristallkeime erstarren in unterschiedl. Richtungen-> Quasi Isotropie, wo Kristalle aneinanderstoßen ist Korngrenze, feines Korn-> hohe Zähigkeit

Question 26

Gitteraufbaufehler Dreidimensional

Answer 26

Teilchen, Phasen, Ausscheidungen: örtlich andere Atomart

Question 27

Welche Gitteraufbaufehler im Lichtmikroskop

Answer 27

Korngrenzen

Question 31

2 Gründe für unterschiedl. Lösungsverhalten v. Legierungselementen in Wirtsgitter

Answer 31

Größe d. zwischengitterplätze unterschiedl.
unterschiedl. Atomgröße
unterschiedl. Raumgitter

Question 31

Unterschied Real & Idealgefüge

Answer 31

Idealgefüge: Gefüge ohne Fehler
Realgefüge: Gefüge mit Gitterbaufehlern aller Art

Question 32

Unterschied Primär- & Sekundärgefüge

Answer 32

Primärgefüge: Entstehung bei Urformen(Erstarren)
Sekundärgefüge: Entstehung bei Umformen o. Wärmebehandlung

Question 33

Unterschied Ein&Vielkristall

Answer 33

Einkristall: Kristall ohne Korngrenzen, gleiche Kristallstruktur
Vielkristall: A) isotrop: Ausrichtung der Körner (Umformung) -> anisotrop
B)Regellose Verteilung der Körner-> Quasi isotropie
C) Textur: Gleichrichtung der Kristallachsen

Question 34

Was versteht man unter “Gleitsystem”?

Answer 34

Anzahl Gleitsystem (GS) = Anzahl Gleitebenen (GE) *Anzahl Gleitrichtungen (GR) entlang dichtester Atombesetzung, wo sich Atome berühren
Kfz: 4GE x 3 GR=12 GS(gute plast verformung)
Krz: 6GEx2GR=12 GS(jedoch nicht dichtest besetzt-> mäßige plast verformbarkeit)
hdp: 1GE x 3 GR = 3 GS (schlecht plast. Verformbar)

Question 34

Wie kann elast. Verformung erklärt werden

Answer 34

Verspannung darf nur so groß sein, sodasss keine Abgleitung entsteht

Gitter in Ursprungsporm zurück

Question 35

Was ist inköhärent, teilkohärent & kohärent

Answer 35

inkohärent: Teilchen nicht an Gitterstruktur der Werkstoffmatrix gebunden
teilkohärent: Teilchen besitzt nur einige gemeinsame Gitterebenen mit der Matrix
kohärent: Teilchen ganz an der Gitterstruktur angebunden

Question 35

Welche Gitterbaufehler bei plast. Verformung große Rolle & Warum

Answer 35

Versetzungen
Plast Verformug ist Wandern von Versetzungen, viele Versetzungen bieten viele Möglichkeiten der Wanderung -> weniger Kraftaufwand als ohne Versetzung

Question 35

Gefügebereiche Gussblock:

Answer 35

1. feinkörnige Randzone -> schnelle abkühlung, feines Korn
2. Transkristallzone
   -> längliche Kristalle
3. grobes Korn, langsames Abkühlen

Question 36

Welche Verfestigungsmechanismen in Metallen gibt es? Beschreiben + Anwendungsfall

Answer 36

Mischkristallverfestigung: Einlagerungs- oder Substitusionsatome in Gitter -> wechselwirkung Spannungsfelder ->erschwert Versetzungsbewegung

Versetzungsverfestigung: Erzeugen von Versetzungen-> erhöht Versertungsdichte ->Verformungsbehinderung-> erhöte Festigkeit

Konvergenzfestigung: Korngrenzen Barriere für Versetzungswanderung, Streckgrenze abhängig von mittl. Korndurchmesser

Teilchenverfestigung: Ausscheidung aus übersättigter Mischkristall, Teilchen im Grundstoff eingelagert, Versetzungsbewegung erschwert

Question 37

Umwandlungsvorgänge fester Zustand

Answer 37

Phasenumwandlungen
Keimbildung

Question 37

was ist martensitische Umwandlung?

Answer 37

-FeC
- Löslichkeit y-Eisen: 2% C
-Löslichkeit a-Eisen:0,02%C

Question 37

Eigenschaft Zahnräder

Answer 37

außen hart, gegen verschleiß
innen weich, gegen brechung

Question 38

warum Einsatz von krz a-Eisen bei hohen Temp. nicht sinnvoll?

Answer 38

a-Eisen: krz angeordnet->niedrige Packungsdichte->hohe Diffusionsgeschw.
y-Eisen: 100x langsamer