Kapitel 2-5 Flashcards
1
Q
- Was versteht man unter der Struktur von Werkstoffen?
A
Geometrische Anordnung der Bausteine: 1.Atome, 2.Ionen, 3.Molekule im Volumenelement.
2
Q
- Nennen Sie die Hauptvalenzbindungen und geben Sie jeweils ein Beispiel an! Wodurch unterscheiden sich die Bindungen?
A
- IonenBindung zB. NaCl mit 2 ungleiche Atome reagieren. Aufnahme bzw. Abgabe von Elektronen Bindung.
3
Q
- Bei welchen Werkstoffen treten Nebenvalenzbindungen auf?
A
3
4
Q
- Welche typischen Eigenschaften haben Metalle, Keramiken, Polymere?
A
4
5
Q
- Wie kann man den amorphen Zustand beschreiben?
A
5
6
Q
- Unter welchen Bedingungen entstehen metallische Gläser?
A
6
7
Q
- Weshalb nimmt das Volumen fester Stoffe mit steigender Temperatur zu?
A
7
8
Q
- Wodurch unterscheiden sich die Strukturen von Metallen, Flüssigkeiten und Gläsern?
A
8
9
Q
- Was ist eine Elementarzelle?
A
9
10
Q
- Zeichnen Sie die 3 typischen Kristallgitter, in denen die meisten Metalle kristallisieren
und geben Sie jeweils 3 Vertreter an!
A
10
11
Q
11.Welche Kristallgitter sind dichtest gepackt?
A
11
12
Q
12.Was ist Polymorphie? Geben Sie ein Beispiel für die technische Nutzung an!
A
12
13
Q
- Zeichnen Sie in einem kubischen Gitter die (111)-Ebene ein! Was bedeutet [100] (in
kubisches Gitter eintragen)?
A
13
14
Q
14.Welche metallischen Legierungsstrukturen gibt es?
A
14
15
Q
- Nennen und skizzieren Sie 0-, 1-, 2-dimensionale Gitterbaufehler!
A
15
16
Q
16.Wodurch sind die Strukturen polymerer Werkstoffe gekennzeichnet? Nennen Sie die
Merkmale der räumlichen Anordnung von Thermoplasten, Elastomeren und
Duromeren! Welche typischen Eigenschaften dieser Polymergruppen lassen sich
daraus ableiten?
A
16
17
Q
17.Was versteht man unter einem Gefüge?
A
17
18
Q
18.Was sind Körner oder Kristallite?
A
18
19
Q
19.Wie geht man bei der metallographischen Untersuchung vor? Nennen Sie die
wesentlichen Arbeitsschritte bis zur Entwicklung des Gefüges!
A
1
20
Q
20.Welche Aussagen lassen sich aus dem Gefüge ableiten?
A
1
21
Q
- In welchem Gleichgewichtszustand werden Werkstoffe verwendet?
A
1
22
Q
22.Wodurch wird in der Technik im Wesentlichen ein Ungleichgewichtszustand
herbeigeführt? Nennen Sie Beispiele für Ungleichgewichtszustände in der Praxis!
A
1
23
Q
23.Was verstehen Sie unter den Begriffen: Werkstoff, Phase, Komponente, System?
A
1
24
Q
24.Was ist ein Mischkristall? Was ist ein Kristallgemisch?
A
1
25
25.Welchen Verlauf hat das Temperatur-Zeit-Diagramm beim Abkühlen eines reinen
geschmolzenen Metalls bis auf Raumtemperatur? Wie heißt die Unstetigkeitsstelle
im Abkühlungsverlauf und weshalb tritt sie auf?
1
26
26.Weshalb treten im Abkühlungsverlauf einer Legierung zwei Knickpunkte auf?
1
27
27. Unter welchen Bedingungen entstehen feinkörnige Gefüge beim Erstarren einer
Schmelze?
1
28
28. Skizzieren Sie die Zustandsdiagramme für Systeme mit völliger Mischbarkeit,
Nichtmischbarkeit und teilweiser Mischbarkeit der Komponenten im festen Zustand!
1
29
29.Was ist ein Eutektikum?
1
30
30. Zeichnen Sie in ein eutektisches Zustandsdiagramm eine Legierungszusammensetzung ein und erläutern Sie unter Anwendung der Hebelbeziehungen den
Abkühlungsverlauf von der Schmelze bis zur Raumtemperatur! Welche Zusammensetzung hat die Schmelze bei Erreichen der eutektischen Temperatur (im Diagramm
eintragen!)?
1
31
31.Wie lautet die eutektische Reaktion und welche Bedingungen müssen erfüllt sein?
1
32
. Erklären Sie die Abkühlung an Hand der Hebelbeziehung im Zustandsdiagramm mit
völliger Mischbarkeit der Komponenten im flüssigen und festen Zustand!
1
33
1. Wie sind Normalspannung und Schubspannung definiert?
1
34
2. In welchem Dehnungsbereich gilt das Hooke’sche Gesetz, wie lautet es?
1
35
3. Was versteht man unter dem E-Modul?
2
36
4. Beschreiben Sie die Vorgänge bei elastischer Verformung eines kristallinen Werkstoffs!
3
37
5. Was sind Gleitebenen, Gleitrichtungen, Gleitsysteme?
1
38
6. Welche Gleitrichtungen und Gleitebenen gibt es im kfz-Gitter?
1
39
7. Welche Bedeutung haben Versetzungen für die plastische Verformung?
1
40
8. Beschreiben Sie die Vorgänge bei plastischer Verformung eines kristallinen Werkstoffs!
1
41
9. Welche Möglichkeiten gibt es, die Festigkeit metallischer Werkstoffe zu erhöhen
(Härtungsmechanismen)?
1
42
10. Wie ändert sich durch Anwendung der Mechanismen die Zähigkeit des Werkstoffs?
1
43
11. Erklären Sie die Vorgänge, die zu einer ausgeprägten Streckgrenze führen!
1
44
12. Was versteht man unter zäher bzw. spröder Bruch?
1
45
13. Wodurch werden Brüche hervorgerufen?
1
46
14. Wodurch wird sprödes Verhalten eines Werkstoffs bzw. Bauteils hervorgerufen?
1
47
15. Wie wirkt eine erhöhte Beanspruchungsgeschwindigkeit auf die Festigkeit und die
Zähigkeit eines Werkstoffs? Welche Wirkung haben spröde eingelagerte Phasen und
feinkörniges Gefüge?
1
48
16. Was versteht man unter der Spaltbruchspannung?
1
49
17. Wie ist die Übergangstemperatur allgemein definiert
1
50
18. Welche Wirkung hat die Erhöhung der Streckgrenze auf die Überganstemperatur?
1
51
19. Weshalb nimmt die Festigkeit mit steigender Temperatur ab?
1
52
20. Weshalb ist eine bestimmte Temperatur für einen Werkstoff hoch, für einen anderen
tief?
1
53
21. Was versteht man unter Erholung und Rekristallisation?
1
54
22. Durch welche Parameter wird die Korngröße beim Rekristallisationsglühen beeinflusst?
Welche Bedingungen muss man einhalten, damit ein feinkörniges Gefüge entsteht?
1
55
23. Weshalb wird ein feinkörniges Gefüge angestrebt?
1
56
24. Nennen Sie allgemeine Kriterien für einen Hochtemperaturwerkstoff!
1
57
25. Durch welche Maßnahmen kann die Warmfestigkeit eines Werkstoffes erhöht werden?
1
58
26. Welchen Einfluss haben Kerben auf die statische Festigkeit und Zähigkeit?
1
59
27. Welche Stadien des Ermüdungsvorganges unterscheidet man?
1
60
28. Weshalb wird bei zyklischer Beanspruchung der Werkstoff bereits unterhalb der
Streckgrenze geschädigt?
1
61
29. Woran erkennt man mit bloßem Auge einen Ermüdungsbruch (Dauerbruch)?
1
62
30. Was sind Schwingungsstreifen? Kann man sie mit bloßem Auge erkennen?
1
63
31. Welchen Einfluss haben Eigenspannungen auf die Ermüdungsfestigkeit?
1
64
32. Welche praktischen Maßnahmen können zur Erhöhung der Ermüdungsfestigkeit (Zeit-
bzw. Dauerfestigkeit genutzt werden?
1
65
33. Was versteht man unter Verschleiß?
1
66
34. Erklären Sie kurz die Verschleißmechanismen und geben Sie jeweils allgemeine
Lösungsmöglichkeiten für einen geeigneten Werkstoffeinsatz an!
1
67
35. Weshalb ist der Verschleiß nicht durch eine Werkstoffkenngröße zu messen?
1
68
36. Was versteht man unter Korrosion?
1
69
37. Was ist die Ursache der Korrosion?
1
70
38. Geben Sie ein Beispiel für chemische Korrosion an!
1
71
39. Was ist elektrochemische Korrosion?
1
72
40. Welche anodische und kathodische Reaktionen laufen bei den beiden Korrosionstypen
ab?
1
73
41. Weshalb ist die unter Standardbedingungen aufgestellte Spannungsreihe in der Praxis
oft nicht zutreffend?
1
74
42. Weshalb korrodiert Kupfer nicht unter Wasserstoffentwicklung?
1
75
43. Was versteht man unter einem Korrosionselement? Nennen Sie Beispiele aus der
Praxis!
1
76
44. Weshalb korrodiert (rostet) ein Stahl mit mindestens 13 % Cr-Gehalt nicht unter
normalen Umweltbedingungen?
1
77
45. Wodurch wird Lochfraßkorrosion ausgelöst? Wie kann man in der Praxis
Lochfraßkorrosion verhindern?
1
78
46. Nennen Sie Möglichkeiten für passiven und aktiven Korrosionsschutz!
1
79
47. Nennen Sie Gebiete der Werkstoffprüfung! Welche Ziele sollen durch Werkstoffprüfung
erreicht werden?
1
80
48. Welche Werkstoffkenngrößen werden beim Zugversuch ermittelt?
1
81
49. Welche Kenngrößen werden für die Bemessung von Bauteilen benutzt?
1
82
50. Welche Aussage liefert die Bruchdehnung eines Werkstoffes für die Praxis?
1
83
51. Für welche Werkstoffe ist jeweils die Werkstoffprüfung durch Zugversuch,
Druckversuch oder Biegeversuch geeignet?
1
84
52. Durch welchen Versuch wird die Warmfestigkeit eines Werkstoffes ermittelt? Wie geht
man vor, welche Kennwerte und Diagramme werden ermittelt?
1
85
53. Erklären Sie den Wöhlerversuch! Welche Aussagen lassen sich für die praktische
Anwendung der ermittelten Festigkeitswerte ableiten?
1
86
54. Durch welche Prüfung kann das Umformverhalten eines Werkstoffs charakterisiert
werden?
1
87
1. Welche Phasen treten im Fe-Fe3
| C-Diagramm auf?
1
88
2. Wie lauten die Gefügenamen für diese Phasen?
1
89
3. Erläutern Sie an Hand der Hebelbeziehungen die langsame Abkühlung eines Stahles mit
0,5 % C aus dem γ-Gebiet bis auf Raumtemperatur! Wie ändert sich der C-Gehalt im γ-
Mischkristall? Unter welchen Bedingungen kommt es zur Perlitbildung? Welches
Gefüge entsteht?
1
90
4. Was ist Martensit?
1
91
```
5. Wodurch ist die Martensitbildung gekennzeichnet? Unter welchen Bedingungen
entsteht Martensit (Vorgänge in der Martensitstufe)?
```
1
92
6. Was versteht man unter der kritischen Abkühlgeschwindigkeit?
1
93
7. Was versteht man unter Ms- und Mf
| - Temperatur; A1-und A3-Temperatur?
1
94
8. Nennen Sie die Härtungsmechanismen, die bei der Martensithärtung wirksam sind!
1
95
9. Wovon ist die Härte des Martensits hauptsächlich abhängig?
1
96
10. Weshalb kann die Umwandlung in der Perlitstufe nur bei Temperaturen oberhalb von ca.
450 °C erfolgen?
1
97
11. Bis zu welchen Temperaturen müssen unlegierte Stähle für das Härten erwärmt werden
(Härtetemperatur)? Was ist bei übereutektoidischen Stählen zu beachten?
1
98
12. Welche Arten von ZTU-Diagrammen gibt es? Wie sind diese zu lesen?
1
99
13. Was kann man aus ZTU-Diagrammen entnehmen? Unter welchen Bedingungen gelten
sie?
1
100
14. Wie wird die Härtbarkeit eines Stahles festgestellt?
1
101
15. Was versteht man unter Aufhärtung und Einhärtung?
1
102
16. Wodurch werden die Aufhärtung und die Einhärtung beeinflusst?
1
103
17. Wie tief härten unlegierte Stähle etwa ein?
1
104
18. Weshalb müssen Stähle nach dem Abschrecken von Härtetemperatur möglichst sofort
angelassen werden?
1
105
19. Welche Vorgänge laufen beim Anlassen in der 1. bis 3. Anlassstufe ab und wie ändern
sich die Eigenschaften des Stahls?
1
106
20. Nennen Sie für folgende Glühverfahren jeweils: Ziel, Durchführung, Veränderungen im
Gefüge und Anwendungsbeispiel: Normalglühen, Weichglühen (Glühen auf kugelige
Carbide), Rekristallisationsglühen, Spannungsarmglühen!
1
107
21. Wie wird das Vergüten durchgeführt? Welche Eigenschaften sollen eingestellt werden?
1
108
22. Was ist zu beachten, wenn eine Welle mit Durchmesser > 20 mm durchvergütet
werden soll und dabei eine hohe Festigkeit erreicht werden muss?
1
109
23. Was ist Ausscheidungshärten? Welche Legierungen können ausgehärtet werden
(allgemeine Voraussetzung angeben!)?
1
110
24. Erläutern Sie die einzelnen Schritte beim Aushärten!
1
111
25. Welche Fehler sind zu vermeiden?
1
112
26. Was bedeuteten die Bezeichnungen: T3 und T6?
1
113
1. Wie ist der Begriff Stahl definiert?
Stahl ist eine Eisen-Köhlenstofflegierung bis 2%, größter Masseanteil ist Fe mit Ausnahmen.
114
2. Welche Wirkung hat Kohlenstoff im Stahl?
(1) . Erhöht Festigkeit im geglühten `Zustand.
(2) . ist entscheidend für die Steigerung der Härte und Festigkeit beim Härten.
(3) .erschwert die Unformung.
(4) . Verschlechtert die Schweißeignung.
115
3. Weshalb werden bestimmten Stählen Legierungselemente zugegeben und wie
beeinflussen sie die Stahleigenschaften? Beispiele angeben!
(1) LE stellen best. GEBRAUCHSEIGENSCHAFTEN. sicher.(z.B Korrosionsbeständigkeit)
(2) beeinflussen HÄRTBARKEIT des Stahls
(3) erhöhen die Festigkeit über MISCHKRISTALLHÄRTUNG;
(5) erhöhen Festigkeit über AUSSCHEIDUNGSHÄRTUNG;
(6) verändern VERARBEITUNGSEIGENSCHAFTEN des Stahls.
116
4. Nennen Sie die Gefügebestandteile von geglühtem unlegierten Stahl bei
Raumtemperatur, wenn der Kohlenstoffgehalt stetig ansteigt!
(1) 0% C: aplha-MK ist Ferrit. bei steigendem C-Anteil
(2) alpha MK + ferrit + Zementit = Perlit
(3) bei 0,8 %C: eutektoidische Zusammensetzung => Perlit
(4) Oberhalb 0,8%C ist übereutektoid = Perlit + Sekundärzementit + Lederburit, darunter untereutektoid.
117
5. Wie ändern sich mit zunehmendem C-Gehalt Härte, Festigkeit und Zähigkeit von
unlegiertem Stahl?
(1) Mit zunehmender C-Gehalt nimmt die Festigkeit und die Härte zunächst zu, ab einem bestimmten C-Gehalt nimmt die Festigkeit jedoch wieder ab.
(2) die Festigkeit nimmt mit höheren C-gehalt ab, der Werkstoff wird spröde!
118
6. Welche Eigenschaften von Stahl werden durch Begleitelemente wie P und S
beeinflusst? Welche Folgen ergeben sich für die Verarbeitung und hinsichtlich eines
Werkstoffeinsatzes bei tiefen Temperaturen?
Phosphor:
(1) Seigerunge-> Zelligkeit, macht den Stahl spröde, die Festigkeit steigt, die Zerspannbarkeit wird besser bei weichen Stählen.
(2) Korrosionsbeständigkeit nimmt zu, Sprödebruch!->Folge: zu Hohe Temperaturen
Schwefel:
(3) bildet Seigerungen, Schmelztemperatur nimmt ab, Sprödigkeit nimmt zu.
(4) bessere Spanbarkeit und ein Sprödbruchverhalten bei tiefen Temperaturen!
119
7. Nennen Sie Möglichkeiten zur Erhöhung der Festigkeit von Stahl! Welche
festigkeitssteigernden Mechanismen kommen zur Anwendung? Nennen Sie jeweils ein
Beispiel für die praktische Umsetzung
(1) Mischkristallhärtung (Legierungen mit Mn, Si).
(2) Feinkörnhärtung mit (Al legierungen, durch Alu-N-Ausscheidungen),
(3) Versetzungshärten, Ausscheidungshärten, Umwandlungshärten, C-Gehalt erhöhen (Aufköhlen),
Wärmebehandlung (Vergüten, Härten,...) Umformen
120
8. Wodurch sind die Allgemeinen Baustähle gekennzeichnet? Wonach erfolgt die
Stahlauswahl für eine bestimmte Anwendung? Geben Sie die Bedeutung der
Gütegruppen an (was unterscheidet die einzelnen Gütegruppen?)!
(1) Nicht für
121
```
9. Weshalb unterscheidet man in Stähle für den allgemeinen Stahlbau (S) und Stähle für
den Maschinenbau (E)?
```
1
122
10.Weshalb kann in der Wärmeeinflusszone beim Schmelzschweißen grobes Korn
entstehen? Wie kann durch die Stahlzusammensetzung Grobkorn vermieden werden?
1
123
11.Welche Gefügeänderungen können beim Schmelzschweißen in der WEZ beim schnellen
Abkühlen auftreten und welche Folgen können dadurch bei Belastung auftreten?
1
124
```
12.Welche Maßnahmen sind beim Schweißen erforderlich, damit es nicht zur Bildung von
Kaltrissen kommt (werkstoffseitig, Vor- bzw. Nachbehandlung)?
```
1
125
13.Welche Möglichkeiten der Festigkeitssteigerung werden bei den höherfesten
schweißgeeigneten Baustählen in der Praxis umgesetzt (3)?
1
126
14.Bei der Auslegung von statisch belasteten Bauteilen ist die Berechnungsgrundlage der
Werkstoffkennwert Streckgrenze bzw. 0,2-% Dehngrenze. Was müssen Sie beachten,
wenn für eine Konstruktion zunächst ein Stahl mit geringer Festigkeit und später im
Sinne des Leichtbaus ein Stahl mit höherer Festigkeit verwendet werden soll?
1
127
15.Weshalb nimmt die Kerbempfindlichkeit mit zunehmender Festigkeit zu? Was bedeutet
diese Tatsache für die konstruktive Gestaltung von Bauteilen?
1
128
16.Weshalb werden für bestimmte Bauteile Einsatzstähle verwendet?
1
129
17.Wie werden diese Stähle wärmebehandelt?
1
130
18.Weshalb wird das Vergüten von Stahl durchgeführt, welche Eigenschaften sollen erzielt
werden? Welche C-Gehalte haben die Vergütungsstähle (ca. von bis)?
1
131
19.Weshalb müssen die Bauteile durchvergütet werden?
1
132
20.Weshalb kann man für größere Querschnitte keine unlegierten Stähle verwenden?
1
133
21.Welche Kriterien sind bei der Stahlauswahl von Vergütungsstählen anzuwenden?
1
134
22. Durch welche Legierungselemente wird die Korrosionsbeständigkeit von Stahl
bedeutend erhöht (mind. 2 angeben)? Worauf beruht diese Beständigkeit?
1
135
23. Nennen Sie typische Eigenschaften korrosionsbeständiger ferritischer und austenitischer
Stähle!
1
136
24.Welches Graue Gusseisen würden Sie für ein auf Zug belastetes Gussstück auswählen!
Begründen Sie die Auswahl!
1
137
25.Weshalb müssen bei Gussstücken aus Gusseisen mit Lamellengraphit die Wandstärken
besonders beachtet werden?
1
138
26. Nennen Sie typische Eigenschaften, die für die Verwendung von Gusseisen maßgebend
sind!
1
139
27. Nennen Sie typische Eigenschaften von Aluminiumwerkstoffen! Welche Eigenschaften
sind für die Verarbeitung wichtig?
1
140
28.Wie wird die Festigkeit bei Al-Werkstoffen eingestellt? Geben Sie die
Härtungsmechanismen an und die jeweilige praktische Umsetzung!
1
141
29.Weshalb kann die geringere Dichte von Al gegenüber Stahl nicht 1 : 1 in eine
Masseeinsparung umgesetzt werden?
1
142
30. Unter welcher allgemeinen Bedingung ist der Einsatz von Al gegenüber Stahl im Sinne
des Leichtbaus möglich?
1
