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Baustofftechnologie 8 > Metall > Flashcards

Metall Flashcards

1
Q

Welche Kristallisationsformen finden sich bei Metallen?

A

Metalle haben vorwiegend kubische Kristallisationsformen.

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2
Q

Welchen Einfluss haben Wärmeeinwirkungen auf das Gefüge von Metallen?

A

Unter Zufuhr von Wärme beginnen die Atome im Kristallgitter zu schwingen. Sie lockern dabei das Gefüge so, dass auch Zutritt für Fremdatome möglich wird. Bei noch größerer Wärmezufuhr wird das Kristallgitter zerstört. Das Metall ist im flüssigen Zustand und amorph (gestaltlos).

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3
Q

Welche Bedeutung haben Oxidulschichten für Metalle? Z.B. für Kupfer, Eisen und Aluminium?

A
  • Kupfer: Oxidulschichten des Cu sind dicht. Sie bilden einen Korrosionsschutz.
  • Eisen: Oxidulschichten des FE sind undicht. Das Eisen korrodiert weiter.
  • Aluminium: Oxidulschichten des Al. sind dicht. Sie schützen vor weiterer Korrosion.
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4
Q

Welchen Einfluss übt die relative Luftfeuchtigkeit auf die Korrosion von Stahl aus?

A

Bis 70% relativer Luftfeuchte bleibt Stahl nahezu rostfrei. Oberhalb 70% steigt die Korrosion steil an (z.B. Tropen).

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5
Q

Ist Korrosion von Stahl abhängig von Wetter- und Luftqualität?

A

Die Korrosionsverluste von Stahl sidn äußerst abhängig von der Aggressivität der Atmosphäre (z.B. Meeresluft).

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6
Q

Können Metalle mit positiver Potentialdifferenz der Wasserstoffkorrosion unterliegen?

A

Metalle mit positiver Potentialdifferenz sind edler als Wasserstoff und können daher einer Wasserstoffkorrosion nicht unterliegen.

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7
Q

Was ist ein Elektrolyt?

A

Ein Elektrolyt besteht aus Wasser und Spuren ionisierter Salze, Säuren, Laugen.
Eine angelegte Spannung (Anode +, Kathode -) ordnet die positiven und negativen Ionen.

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8
Q

Wodurch wird es möglich, dass bei Wasserstoffkorrosion an der Kathode Wasserstoffgas dem Elektrolyt entweicht?

A

Da sich in jedem Elektrolyt in geringer Menge positive Wasserstoffionen (H+) befinden, gleichen diese ihre positive Ladung durch ein an der Kathode angebotenes Elektron (e-) aus und bilden atomaren Wasserstoff. Je zwei bilden ein gasförmiges Wasserstoffmolekül, das aus dem Elektrolyt entweicht.

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9
Q

Welcher Unterschied besteht zwischen Wasserstoffkorrosion und Sauerstoffkorrosion?

A

Die anodischen Seiten von Wasserstoff- und Sauerstoffkorrosion sind gleich. Die Kathode bleibt bei der Wasserstoffkorrosion frei vom Sauerstoff. Es bildet sich H2. Bei der Sauerstoffkorrosion hat Sauerstoff Zugang zur Kathode. Infolge 2H2O+O2+4e von der Kathode ergeben sich 4 OH- Ionen, welche sich mit den Metallionen(+) verbinden und ausfallen.

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10
Q

Welche Bedingungen müssen für eine Sauerstoffkorrosion erfüllt sein?

A 
Bedingungen für eine Sauerstoffkorrosion sind:
•	Elektrolyt
•	Potentialdifferenz
•	Ionisierung der Anode
•	Sauerstoffzutritt zur Kathode
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11
Q

Was unterscheidet ebenmäßige Korrosion von Lochfraß?

A

Ebenmäßige Korrosion breitet sich gleichmäßig an der Oberfläche des Metalls aus. Lochfraß korrodiert punktuell mit Tiefenwirkung.

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12
Q

Was ist interkristalline Korrosion?

A

Interkristalline Korrosion findet an den Grenzen der Gefügekörner mit Potentialdifferenz statt.

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13
Q

Was ist zu erwarten wenn eine Verbleiung auf dein Dachflächenfenster aus Aluminium geführt wird?

A

Blei und Aluminium haben eine sehr große Potentialdifferenz. Das Aluminium wird sich auflösen. Würde aber das Wasser vom Aluminium auf das Blei fließen, gäbe es keine Korrosion.

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14
Q

Was ist eine Legierung?

A

Legierungen sind Mischungen von Metallen.

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15
Q

Warum eignen sich die Metalle Eisen, Nickel und Chrom besonders gut für Legierungen untereinander?

A

Eisen, Chrom und Nickel haben den gleichen Atomradius und sind daher ohne Störung des kristallinen Gitters gut austauschbar. Sie bilden Substitutionsmischkristalle.

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16
Q

Was unterscheidet eine Eisen-Nickel Legierung Gefügeaufbau von einer Eisen-Kohlenstoff Legierung?

A

Kohlenstoff hat einen erheblich kleineren Atomradius als Eisen, Nickel und Chrom. Der Kohlenstoff kann sozusagen nebenbei ins Gitter gepackt werden. Das Gitter wird danach etwas verformt. Es bildet sich ein Einlagerungsmischkristall.

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17
Q

Warum stellt man Legierungen her und begnügt sich nicht mit Reinmetallen?

A

Legierungen ändern die Eigenschaften der Reinmetalle. So werden Werkstoffe erzeugt die härter, fester, korrosionsbeständiger, verschleißfester usw. werden können.

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18
Q

Warum versucht man den Stickstoffgehalt im Stahl möglichst gering zu halten?

A

Stickstoff sollte aus dem Stahl ferngehalten werden, weil er zur vorzeitigen Alterung des Stahles führt, d.h.: der Stahl büßt seine Zähigkeit ein (bei Anstieg der Festigkeit).

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19
Q

Enthalten unlegierte Stähle keine Legierungselemente?

A

Auch unlegierte Stähle enthalten Legierungselemente, allerdings in erheblich geringerem Maße als legierte Stähle.

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20
Q

Warum sind legierte Stähle teurer als unlegierte?

A

Legierte Stähle sind teurer, weil sie in höherem Maße teure Legierungsmetalle enthalten . z.B.: Rostfreier Stahl mit 8 % Nickel und 30 % Chrom.

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21
Q

Welche Äußerung bewirkt Härtung am Gefüge des Stahls?

A

Beim Härten werden durch Erwärmen (Glühen) Atome weit vom „Stammplatz“ im Gefüge verschoben. Plötzliches Abschrecken (Abkühlen) lässt eine Rückkehr auf die „gewohnten Stammplätze“ nicht mehr zu. Die Atome beziehen ein „Notquartier“. Der Kristall ist verspannt und damit härter.

22
Q

Woher lässt sich die Dimension eines E-Moduls ableiten?

A

Die Dimension des E-Moduls lässt sich aus einem Spannungsdehnungsversuch ableiten.
(Formel Frage 22)

23
Q

Was ist eine Hooksche Gerade?

A

Die Hooksche Gerade gibt im Spannungs-Dehnungs-Diagramm den Bereich der elastischen Dehnung bis zur Streckgrenze wieder, in dem sich Spannung und Dehnung zueinander proportional (im gleichen Verhältnis) verhalten.

24
Q

Was geschieht mit dem Stahl im Fließbereich?

A

Im Fließbereich findet eine plastische Verformung des Gefüges statt, an dessen Ende eine Verfestigung des Gefüges steht.

25
Q

Warum liegt die wahre Linie höher als die Bruchlast?

Frage 25

A

weil bezogen auf die Zugkraft F der Probenquerschnitt nicht mehr A0 ist, sondern sich durch Einschnürung erheblich verkleinert hat.

26
Q

Wie ermittelt man die Streckgrenze von kalt gestrecktem Stahl?

A

Da der kalt gestreckte Stahl bereits verformt ist, kann eine Streckgrenze nicht nachgewiesen werden. Es wird eine Ersatzstreckgrenze angenommen, bei der die Spannung 0,2 % bleibende Dehnung (im Vergleich zur Ausgangslänge l0) an der Stahlprobe herbeigeführt hat.

27
Q

Warum benötigt man zur Gewinnung von Aluminium Gleichstrom?

A

Wie in jedem Elektrolyt braucht auch in der Kryolith-AL2O3-Schmelze das AL+ Ion eine feste „Adresse“ die negative Kathode. Wechselstrom würde nichts nützen.

28
Q

Wie lässt sich Aluminium formen?

A

Aluminium lässt sich gießen und kalt und warm formen (Strangpresse).

29
Q

Ist Aluminium brennbar?

A

Aluminium ist unbrennbar.

30
Q

Wie ist es mit dem Feuerwiderstand von Aluminiumkonstruktionen bestellt?

A

Aluminium hat bereits ab 300°C keine Tragfähigkeit mehr.

31
Q

Wozu verwendet man Aluminium Knetlegierungen?

A

Aluminium Knetlegierungen werden verwendet für die Kalt- und Warmverformung zur Herstellung von Halbzeugen, Profilen, Folien usw.

32
Q

Was unterscheidet nicht härtbare Aluminiumlegierungen von härtbaren?

A

Nicht härtbare Legierungen haben einen hohen Aluminiumanteil ≥ 87 %. Härtbare Legierungen haben höhere Legierungselement anteile und können durch Härtung in den Festigkeitsbereich von Stahl kommen (Duraluminium).

33
Q

Wie lässt sich Aluminium von anderen Leichtmetallen unterscheiden und somit erkennen?

A

Die Tüpfelmethode macht mit 20 %iger Natronlauge eine Werkstoffbestimmung von Leichtmetallen durch entsprechende Reaktionen möglich.

34
Q

Muss man frisch bearbeitetes Aluminium vor Korrosion schützen?

A

Aluminium schützt sich selbst gegen Korrosion.

35
Q

Was ist eine Eloxierung?

A

Eloxierung ist elektrolytische Oxidation. Die Oxidschicht wird dicker und unempfindlicher.

36
Q

Wie lässt sich Aluminium am dauerhaftesten Färben?

A

Eloxierte AL-Oberflächen verfügen über Poren, die sich mit farbigen Metallsalzen füllen lassen.

37
Q

Warum sind Aluminium-Fensterbänke während des Einbaus und auch geraume Zeit danach mit Lacken oder Folien beschichtet?

A

Aluminium-Fensterbänke u.ä müssen vor frischem Putz und Beton geschützt werden, weil die ablaufenden alkalischen Wässer das Aluminium an lösen würden.

38
Q

In welchen Zahlenverhältnissen stehen die Dichten von Stahl und Aluminium zueinander?

A

Die Dichte von Stahl 8,1 kg/dm³

Aluminium 2,7 kg/dm³ verhalten sich wie 3:1.

39
Q

Ist Magnesium brennbar?

A

Magnesium ist leicht brennbar (Staub und Späne).

40
Q

Warum ist Kupfer so korrosionsbeständig?

A

Kupfer ist ein Edelmetall mit positiver Potentialdifferenz und verfügt über eine dichte Oxidulschicht.

41
Q

Warum wird die braune Kupferoberfläche aus Kupfercarbonat (CuCO3) nach vielen Jahren grün?

A

Das braune Kupfercarbonat (CuCO3) wandelt sich im Laufe der Jahre unter Einfluss von schwefelsaurer Luft zu grüner Patina (CuSO4*3Cu(OH)2).

42
Q

Was unterscheidet Messing von Bronze?

A

Messing ist eine Kupfer-Zink Legierung.

Bronze ist eine Kupfer-Zinn Legierung.

43
Q

Wodurch schützt sich Zink vor Verwitterung?

A

Gegen Witterung und schwache alkalische Angriffe schützt sich Zink durch Zinkcarbonat (ZnCo3).

44
Q

Wie kann eine Verzinkung Stahl schützen?

A

Zink schützt den Stahl als Opferanode, weil es unedler ist als Stahl.

45
Q

Warum müssen Hohlkörper aus Stahl vor dem Feuerverzinken angebohrt werden?

A

Zink hat einen Schmelzpunkt von 419°C. Beim Feuerverzinken würde in Stahl eingeschlossene Luft wie eine Bombe wirken.

46
Q

Dürfte das Regenwasser eines Kupferdachs in einer Zinkregenrinne aufgefangen werden, wäre es besser umgekehrt oder ist das egal?

A

Kupferionen lösen Zink auf. Im umgekehrten Fall gäbe es keine Korrosion.

47
Q

Wann darf man Zinkbleche mit Anstrichen versehen?

A

Zinkbleche sollten erst gestrichen werden, wenn sich Patina gebildet hat (ZnCO3*Zn(OH)2).

48
Q

Welchen Vorteil haben Titanzink-Legierungen?

A

Titanzinklegierungen haben gegenüber reinem Zink eine verbesserte Dauerstandfestigkeit.

49
Q

Für welche Zwecke verwendet man Blei im Bauwesen?

A

Blei wird im Bauwesen für anpassbare Abdeckungen an Schornstein, Dachflächenfenster, in Dachkehlen und auch als Säureschutz-, als Strahlenschutz- und Schallschutz-Material eingesetzt.

50
Q

Die Römer benutzten Bleirohre zur Trinkwasserversorgung. Könnten wir das heutzutage auch tun?

A

Blei färbt ab und ist giftig.

Baustofftechnologie 8 (2 decks)

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