Metalle Flashcards
Was ist die Rohdichte von Baustahl?
7860kg/m^3
Wie hoch ist der Kohlenstoffgehalt von Baustahl?
0,2%
Was sind die Einflüsse von der Steigerung d. Kohlenstoffgehaltes auf die Materialeigenschaften von Stahl?
- (Zug)Festigkeit steigt
- Härtbarkeit steigt
- Streckgrenze steigt
- (Kalt)Verformbarkeit nimmt ab
- Bruchdehnung steigt nicht
Was ist der Hauptbestandteil von Stahl, und welche Rohdichte hat es?
Eisen (Fe)-Rohdichte 7860 kg/m^3
Schmelztemperatur von Eisen?
1530°C
Wo kommt Eisen in der Natur vor?
Eisenerz/Eisenoxid (FeO/Fe2O3/Fe3O4)
Welches Zwischenprodukt entsteht im Hochofen beim Brennen von Eisen? (Kohlenstoffgehalt?)
Roheisen mit 2-6% Kohlenstoffgehalt
Mit welchem Prozess wird Roheisen zu Stahl?
Durch das Frischen
Welches nichtemtallische Legierungselement ist in Stahl?
Kohlenstoff (C)
Welche Auswirkung hat eine Kohlenstofferhöhung auf Stahl?
- Festigkeit wird erhöht
- Duktilität/Verformbarkeit wird verringert
- Schweißbarkeit wird schlechter
Ordne die Stoffe nach dem Schmelzpunktes von Eisen (höher/niedriger): Chrom, Aluminium, Molybdän, Blei, Zink, Wolfram
Höherer Schmelzpunkt: Chrom, Wolfram Molybän
Niedriger Schmelzpunkt:
Blei, Zink, Aluminium
Beschreibe die Raumstruktur des Atomgitters von Eisen
Sie ist raum- (bei Raumtemperatur) und flächenzentriet.
Nenne die 4 Schritte des Herstellungsprozesses von Stahlträgern
- Eisenerz (Eisenoxid-Verbindungen) wird in der Natur abgebaut.
- Im Hochofen wird daraus durch Aufnahme von Kohlenstoff (Aufkohlung) & Entzug von Sauerstoff Roheisen gewonnen.
- Durch Entziehung des Großteils Kohlenstoffs (Frischen) wird Stahl hergestellt. In noch flüssiger Form in Blöcke oder Stränge gegossen.
- Im Walzwerk findet die Formgebung für End- oder Zwischenprodukte statt.
Beschreibe den Ziel und Prozess von dem Puddesltahlverfahren & LD- & LDAC-Verfahren.
Es dient zum “Frischen” des Roheisens. Durch Zufuhr von Energie und Sauerstoff werden dem Roheisen überschüssiger Kohlenstoff & unerwünschte Begleitelemente (Silicium & Mangan) durch Oxidation entzogen.
Was ist das Resultat vom Puddelstahlverfahren & LD- & LDAC-Verfahren?
Der entstehender Stahl lässt sich wälzen und es besitzt eine deutlich höhere Duktilität Als das Ausgangsmaterial (Gusseisen)
Wie kommt Karbonatisierungsinduzierte Korrosion von Stahl in Beton vor?
Durch den Kontakt mit CO2 werden hochalkalische Bestandteile der Zementmatrix (Calciumhydroxid) zu schwach alkalischen Karbonatphasen (Calciumcarbonat) umgewandelt. Durch den Verlust des alkalischen Milieus löst sich die schützende Passivschicht des Bewehrungsstahls auf.
Beschreibe das Resultat von Karbonatisierungsindizierte Korrosion von Stahl in Beton.
Bei Vorhandensein von Sauerstoff beginnt das Bewehrungsstahl zu korridieren. Typisch betroffen sind freibewitterte Fassaden mit unzureichender Betondeckung.
Wie kommt Chlorinduzierte Korrosion von Stahl in Beton vor?
Schädlich Chloridionen diffundieren von der Oberfläche in den Beton. Trotz normalerweise ausreichender Alkalität kommt es bei Erreichen eines kritischen Chloridgehaltes an der Bewehrung zu lokaler Zerstörung der schützenden Passivschicht.
Beschreibe das Resultat von Chlorinduzierte Korrosion von Stahl in Beton.
Bei den nicht ausreichend passivierten Bereiche, die meist sehr klein sind, kommt es lokal zu sehr hohen Korrosionsraten mit starker Querschnittsschwächung (Lochfräß). Typisch betroffen sind Parkhausdecks (Belastung durch Tausalze) und Meeresbauten (Kaimauern, Ölplattformen)
Was passiert mit kaltverformten Stahl der hohen Temperaturen ausgestzt wird?
Durch Wärmeeinwirkung entspannen sich verformte Kristalle (Kristallerholung). Somit verändern sich die Stoffeigenschaften in Richtung der Ausgangswerte des unbehandelten Stahls.
Was sind die Auswirkungen hoher Temperaturen auf kaltverformten Stahl?
Eine Erhähung der Duktilität bei Verlust an Festigkeit und somit eine reduzierte Tragfähigkeit
Was lässt sich leichter walzen, Roheisen oder Stahl?
Stahl lässt sich leichter walzen als Roheisen
Ab welchem Kohlenstoffanteil von Eisen-Kohlenstofflegierungen werden sie nicht mehr mit Stahl bezeichnet?
ab 2% Kohlenstoffanteil
Wie verändert sich die Brucheinschnürung beim Zugversuch von Stahl zu steigendem Kohlenstoffgehalt?
Sie verändert sich nicht
Fügt das Frischen Kohlenstoff während der Stahlherstellung hinzu?
Nein, das Ziel vom Frischen ist das entziehen von Kohlenstoff vom Roheisen
Was ist der Vorteil von Kaltverformte (gezogene) oder vergütete bzw. gereckt+vergütete Stähle?
Kaltverformte Stähle haben eine Streckgrenze von bis zu 2000 N/mm^2. Sie sind aber wegen ihrem höherem Kohlenstoffgehalt generell nicht schweißbar
Welche Verfahren nutzt man um die Streckgrenze von Stahl mit einem Kohlenstoffanteil von 0,2% von 300-400 N/mm^2 auf >500N/mm^2 zu erhöhen ohne den Kohlenstoffanteil zu ändern?
Durch:
Kaltverformen
Mikrolegieren
Wasserkühlen/Vergüten
Nenne fünf Behandlungsmöglichkeiten von Stahl zur Festigkeitsgrenzten-/Streckgrenzensteigerung
- Kaltverformen
- Mikrolegierung
- Gärten
- Verüten
- Oder (thermisch, meschanisch, chemisch)
Nenne die zwei Hauptgruppen der Schweißverfahren.
Schmelzschweißverfahren und Pressschweißverfahren
Welches Schweißverfahren wird an der Baustelle genutzt?
Das Schmelzschweißverfahren. Meistens sogar das Lichtbogenhandschweißen (E-Schweißen). Wobei die abschmelzende Elektrode den Schweißgut liefert und die abbrennende Umhüllung Schutzgas und Schlacke bildet
Was sind korrosionsrelevante Randbedingungen bei Beschädigungen an verchromten Stahlstreben?
Eine Chrombeschichtung ist ein edleres Material als das darunterliegender Stahl. Dadurch kommt es bei Verletzungen der Beschichtung zur Ausbildung eines Kontaktkorrosionselementes mit großem kathodischem Bereich (Chrom) im Vergleich zum anodischen Bereisch (Stahlbauteil). Da die Konstruktion freibewittert ist, stehen für Korrosionsprozess ausreichen Wasser & Sauerstoff zur Verfügung.
Was sind die Folgen einer Beschädigung an verchromten Stahlstreben?
An Beschädigungen entstehen lokal sehr hohe Abtragsraten (Glächenregel) welches zu sichtbaren Korrosionslöchern im Bauteil führt. Um dies zu vermeiden können alternative Konstruktionen aus nicht rostendem Stahl oder verzinktem Stahl herstellen.
Erkläre das Kohlenstoffäquivalent und ab welchem Wert die allgemeine Schweißbarkeit gilt.
Damit wird die gemeinsame Wirkung zulegierter Elemente durch Umrechnung auf Wirkung von Kohlenstoff abgeschätzt. Es dient der Beurteilung der Schweißeignung eines Werkstoffes. Ab C(eq) <= 0,45 gilt die allgemeine Schweißbarkeit
Was für Unterschiede gibt es bei der Anordnung der Atome im Kristallgitter von Mischkristallen?
Die Einlagerung; z.B. Eisen-Kohlenstoff-Legierung, wenn Kohlenstoffatome sich in den Zwischenräumen des Gitternetzes zwischen Eisenatome anlagern.
Die Substitution; z.B. Eisen-Kupfer-Legierung, wenn Kupferatome einige Eisenatome im Gitternetz ersetzen und ihren Platz einnehmen
