Keramik Festigkeit + Hartmetalle

Question 1

Wie lauten die Formeln für den Griffith-Riss, die endliche Bauteilabmessung und die instabile RIssausbreitung?

Answer 1

Question 2

Zeichne den Zusammenhand zwischen dem Kerbradius und dem kritischen Spannungsintensitätsfaktors auf

Answer 2

Question 3

Welche Probenart wird häufig verwendet um KIC zu bestimmen? Zeichne eine Skizze

Answer 3

4-Punkt Biege Probe

Question 4

Wie wird die Probenform beim 4-Punkt-Biegeversuch genannt?

Answer 4

SENB-Probe, Single Edge Notch Bending

Question 5

Welche Methoden werden genutzt, um einen RIss zu erstellen?

Answer 5

• 4 Punkt-Biege-Probe
• Doppeltorsionsprobe
• Indentationsmethoden (

Question 6

Was ist der Nachteil der Doppeltorsionsprobe?

Answer 6

Rissfront wird gekrümmt ausgebildet

Question 7

Welche beiden Formen von Rissen gibt es? Zeichne sie und wann tritt welcher auf?

Answer 7

→ Palmqvist kommt bei zähen Werkstoffen vor

Question 8

Von wem kommen die grundlegenden Formeln für die Berechnung von KIC aus Indendationsverfahren und in welchen Verhältnis stehen sie?

Answer 8

Anstis und Nihara

→ Nihara meist um Faktor 2 höher als Anstis

Question 9

Gib die Formel für die Risswachstumsgeschwindigkeit an. Wovon hängen die Parameter ab?

Answer 9

Question 10

Zeiche den Graphen für die Risswachstumsgeschwindigkeit auf und markiere die einzelnen Bereiche

Answer 10

Question 11

Beschrifte den Graphen und nenne die Aussagen dahinter

Answer 11

1. Risse wachsen unter Toluol Umgebung langsamer
2. Proben reißen schneller bei höheren Temperaturen

Question 12

Was kann im SPT-Diagramm abgelesen werden?

Answer 12

die Lebensdauer bei statischer Belastung für eine bestimme Bruchwahrscheinlichkeit

ODER

maximale zulässige Belastung zur Erreichung einer gewissen Lebensdauer bei bestimmter Bruchwahrscheinlichkeit

Question 13

Wie lauten die relevanten Formeln für das Kriechen?

Answer 13

Question 14

Zeichne die Abhängigkeit der stationären Dehnung von der Spannung logarithmisch auf. Bennen die Exponentbereiche und die vorkommen Mechanismen

Answer 14

Question 15

Beschrifte die Abbildung

Answer 15

Question 16

Zwischen welchen Formen des Diffusionskriechens kann bei Al2O3 unterschieden werden und

Answer 16

Coble-Kriechen: wenn Al3+ Kationen entlang der Korngrenzen diffundieren

Nabarro-Herring-Kriechen: wenn Al3+ Kationen durch das Kristallgitter diffundieren

Question 17

Gib ein Beispiel für Größenordnung von N und Q beim Diffusionskriechen

Answer 17

N = 2

Q = 600 KJ/mol

→ für Si3N4

Question 18

Ordne den Kriechgeschwindigkeiten die zugehörigen Keramiken zu?

Answer 18

Question 19

Woraus bestehen Hartmetalle?

Answer 19

Meist Wolframcarbid (WC) und Cobalt (Co) + Binder

Question 20

Welche Arten von Bindern gibt es für Hartemetalle?

Answer 20

Titankarbid (TiC)

Tantalkarbid (TaC)

Niobkarbid (NbC)

Chromkarbid (Cr3C2)

oder Nickel- oder Eisenbasis

Question 21

Was sind typsiche Werkzeuge aus Hartmetall?

Answer 21

Wendeschneideplatten

Holzbearbetungswerkzeuge

Bohrer

Question 22

Ordne die Einsatzgebiete von Hartmetall ihrer Größe nach an

Answer 22

Zerspanung 65%

Verschleißteil 10%

Gesteinbearbeitung 10%

Holz-und Kunstoffbearbetung 10%

Metallverformung 5%

Question 23

Was sind Vorteile von Hartmetallen?

Answer 23

• hohe Härte bei gleichmäßigem Korngefüge
• hohe Warmhärte und Warmfestigkeit (Widerstand gegen plastische Verformung)
• geringe Adhäsionsneigung
• hohe thermodynamische Stabilität

Question 24

Zeichne die Härte eines Hartmetall in Abhängigkeit des Co-Gehalts und der größe der Körner

Answer 24

Question 25

Zeiche die Bruchzähigkeit in Abhängigkeit vom Co-Gehalt und der Korngröße

Answer 25

Question 26

Zeichne die Biegebruchfestigkeit in Abhängigkeit vom Co-Gehalt und der Korngröße

Answer 26

Question 27

Aus welchen Schritten besteht die Herstellung von Hartmetallen?

Answer 27

• Pulverherstellung
• Pulveraufbereitung
• Formgebung
• Konsolodierung (Sintern)
• Nachbehandlung

Question 28

Beschrifte das Phasendiagram von WC-Co

Answer 28

Question 29

Beschrifte die das W-C-Co Diagramm für 10-Gew% Co

Answer 29

Question 30

Wie hoch ist die typische Sintertemperatur und die eutektische Temperatur von WC-Co?

Answer 30

T Sint = 1400 Grad Celsius

T Eutek = 1280 Grad Celsius