NE-Metalle

Question 1

1. Nennen Sie besondere Gebrauchseigenschafen von Nichteisenmetallen (5)!

Answer 1

1. A) niedrige Dichte (z.B. Al,Mg)
   B) niedrige Schmelztemp. (z.B. Pb, Sn)
   C) gute Korrosionseigenschaften (z.B. Al, Cu)
   D) gute Warmfestigkeit (z.B.Ti, W, V)
   E) gute Leitfähigkeit (Wärme u Strom) (z.B. Pb,Cu)

Question 2

2. Welchen Einfluss haben die Gießarten auf den Abkühlungsverlauf und damit auf das Gefüge und dessen Festigkeit und Dehnung

Answer 2

2. Mit steigender Abkühlungsgeschwindigkeit ergibt sich eine schnellere Erstarrung mit feinkörnigerem Gefüge, dadurch steigen Festigkeit und Bruchdehnung, Ausnahme ist Druckguss (Einschluss von Gasbläschen und Oxidhäutchen, deshalb Bruchdehnung geringer)

Question 3

3. Welche Auswirkung hat das kfz-Gitter auf die mechanischen Eigenschaften des Al?

Answer 3

3. Niedrige Festigkeit und 0,2%-Dehngrenze sowie hohe Kaltumformbarkeit (Bruchdehnung)

Question 4

4. Ist Al elektrochemisch gesehen eher korrosionsbeständig oder korrosionsanfällig?

Answer 4

4. Al hat starke neigung Elektronen abzugeben, daher geringe Korrosionsbeständigkeit und hohe affinität zu O

Question 5

5. Worauf beruht die praktisch gute Korrosionsbeständigkeit des Rein-Al?

Answer 5

5. durch Bildung einer dichten und fest haftenden Oxidschicht, bei Verletzung bildet sie sich neu und schützt den Werkstoff

Question 6

6. Wie kann die Korrosionsbeständigkeit erhöht werden?

Answer 6

6. Durch elektrochemische Verfahren wie anodische Oxidation

Question 7

7. Welche Stoffe greifen Al an?

Answer 7

7. Stoffe welche die Oxidschicht auflösen wie Laugen basische Werkstoffe, Flussmittel zum Löten und Schweißen, edlere Metalle

Question 8

8. Welche Anwendungen des Rein-Al ergeben sich durch seine gute Korrosionsbeständigkeit und …

Answer 8

8. A) Kaltumformbarkeit (Küchen-, Haushaltsgeräte, Tuben, Getränkebehälter)
   B) elektrische Leitfähigkeit (Freileitung, Kabelmäntel)
   C) Polierbarkeit (Bleche, Profile im Ladenbau, Fahrzeugzubehör)
   D) geringe Dichte (Verpackungsfolien, Dosen, Fässer, Tanks, Freileigungen)
   E) Wärmeleitfähigkeit (Kühlkörper in der Elektronik)

Question 9

9. Ziel des Legierens von Al ist es bestimmte Eigenschaften dieses NE-Metalls zu verändern. Welche Eigenschafen sollen verbessert werden? Welche Eigenschaften sollen möglichst erhalten bleiben? Welche Legierungselemente werden verwendet, nennen Sie mindestens 3.

Answer 9

9. • Erhöhung der niedrigen Werte von Streckgrenze und Zugfestigkeit
     – Gieß- und Formbarkeit sowie Korrosionsbeständigkeit sollten erhalten bleiben
     – Mn, Mg, Si, Cu, Zn(Zink)

Question 10

10. Wie wirken sich kleine Anteile an Legierungselementen um Al auf das Gefüge aus und wie ändern sich dabei die Festigkeit und plastische Verformbarkeit?

Answer 10

10. Bleibt homogenes Gefüge aus Al-Mischkristallen, Zugfestigkeit, 0,2% Dehngrenze werden erhöht, Bruchdehnung wird nicht oder nur wenig verringert
     

Question 11

11. Wie wirken sich größere Anteile an Legierungselementen im Al auf das Gefüge aus und wie ändern sich dabei Festigkeit und plastische Verformbarkeit?

Answer 11

11. Entsteht ein heterogenes Gefüge aus Al-Mischkristallen und anderen Kristallarten, Zugfestigkeit und Härte werden stark erhöht und die Kaltumformbarkeit stark verringert bis zur völligen Versprödung

Question 12

12. Welche Wirkung haben die Legierungselemente auf die Korrosionsbeständigkeit unter Berücksichtigung der elektrochemischen Spannungsreihe der Elemente?

Answer 12

12. Mg, Mb, Zn ähnlich Al, während Cu sehr viel edler ist, deshalb sind Cu-haltige Legierungen gegen chloridhaltige Lösungen nicht beständig, Cu verringert die Witterungsbeständigkeit gegenüber Rein-Al

Question 13

13. Welche drei Arbeitsvorgänge gehören zum Aushärten und erläutern sie die inneren Vorgänge?

Answer 13

13. 1. Lösungsglühen im Bereich der homogenen Mischkristalle (Knetlegierungen ca30min, Gusslegierungen ca 3…6h bei Temp 460…480Grad)
14. Abschrecken – Mischkristall mit Übersättigung von Atomen der zweiten Komponente Festigkeit der Legierung hat sich nicht erhöht, Legierung kann während der nächsten 1…2 h noch kalt verformt werden
15. Auslagern – Diffusion der Atome im Kristallgitter durch Kalt- bzw. Warmauslagern

Question 14

14. Was bedeutet Selbstaushärtung?

Answer 14

14. Entstehung von übersättigten Mischkristallen durch normale vom Fertigungsverfahren her gegebene Abkühlung, z.b: beim Schweißen oder bei Kokillenguss können durch beschleunigte Abkühlung infolge der guten Leitfähigkeit des Al ebenfalls übersättigte Mischkristalle entstehen die bei Lagerung aushärten.

Question 15

15. Muss für das Warmauslagern eine bestimmte Temperatur und Zeit eingehalten werden?

Answer 15

15. Für den Diffusionsvorgang beim Ausscheidungsprozess sind Temperatur und Zeit maßgebend zum Erzielen der optimalen Ergebnisse

Question 16

16. Kann es beim Kaltauslagern zu einer Vergröberung von Ausscheidungen kommen?

Answer 16

16. Nein, die Diffusionsgeschwindigkeiten der Legierungselemente sind dazu zu niedrig

Question 17

17. Was sind die Hauptgründe Cu und Cu-Legierungen in der Technik zu verwenden?

Answer 17

17. Elektrische und Wärmeleitfähigkeit, Kaltumformbarkeit und Korrosionsbeständigkeit

Question 18

18. Beurteilen Sie die Zerspanbarkeit von reinem Cu und wie kann diese erhöht werden.

Answer 18

18. –durch die hohe Verformbarkeit Neigung zu Fließspan, deshalb Zerspanbarkeit nicht gut

• Durch Kaltverfestigung und Legierung mit Pb

Question 19

19. Wie kann die Wasserstoffkrankheit entstehen?

Answer 19

19. Beim Hartlöten von sauerstoffhaltigen E-Cu kann aus der Flamme Wasserstoff in Cu eindiffudieren, H reduziert Cu2O und bildet Wasserdampf, dieser sprengt das Gefüge an den Cu-Korngrenzen, was zu einer völligen Versprödung führt.

Question 20

20. Was ist Messing und wo werden diese eingesetzt?

Answer 20

20. Legierung aus Cu und Zn
    - Federn, Metallschläuche, Tiefziehteile, Stangen, Profile, Drähte, Schloss und Beschlagteile

Question 21

21. Was ist Bronze und wo werden Bronzen eingesetzt?

Answer 21

21. Legierung aus Cu und Sn
    - Metallschläuche, Kontaktfedern, Rohre, Lagerbuchsen

Question 22

22. Was sind die Hauptgründe Mg und Mg-Legierungen in der Technik einzusetzen und nennen Sie einsatzgebiete.

Answer 22

22. für ein Metall extrem niedrige Dichte
    – Roboterarme, Getriebegehäuse, Instrumententräger im Automobil, Gehäuse für transportable Geräte

Question 23

23. Was sind die problematischen Eigenschaften für die großtechnische Verwendung von Mg?

Answer 23

23. Entzündungsgefahr, niedrige Krichbeständigkeit, geringe Zähigkeit, niedriger E-Modul,gering Korrosionsbeständig

Question 24

24. Was sind die Hauptgründe Ti und Ti-Legierungen in der Technik einzusetzen und nennen Sie Einsatzgebiete

Answer 24

24. Hohe Festigkeit bei geringer Dichte, Korrosionsbeständigkeit, Verwendung in Luft- und Raumfahrt (Triebwerk, Fahrwerk, Rotorkopf), Chirurgie (Implantate)

Question 25

25. Was sind die problematischen Eigenschaften für die großtechnische Verwendung von Ti?

Answer 25

25. Neigung zur Aufnahme von Nichtmetallen (H, O, N, C) bei hohen Temperaturen (Versprödung), sehr hoher Preis

Question 26

26. Nennen sie die wichtigsten Ti-Legierungen?

Answer 26

26. alpha-Ti-Legierungen (HdP) mit Legierungselement Al

• beta-Ti-Legierungen (krz) mit Legierungselementen Mo,V
• alpha + beta – Legierungen (hdP+krz) mit Legierungselementen Al und V

Question 27

27. Erläutern Sie die jeweilige Werkstoffbezeichnung! Handelt es sich hier um Knet- oder Gusslegierungen?
    a) CuAl8Fe3
    b) CuZn37Mn3Al2
    c) CuNi2Si

Answer 27

27. a) Kupferlegierung mit 8% Al und 3% Fe
    b) Kupferlegierung mit 37%Zn,3%Mn,2%Al
    c) Kupferlegierung mit 2%Ni, Si in Spuren
    es handelt sich um Knetlegierungen

Question 28

28. Erläutern Sie die jeweilige Werkstoffbezeichnung!
    a) ENAW-AlMn1Cu
    b) ENAW-AlZn4,5Mg1
    c) ENAC-AlSi7Mg0,3

Answer 28

28. a) Al-Knetlegierung 1%Mn, Cu in Spuren
    b) Al-Knetlegierung 4,5%Zn, 1%Mg
    c) Al-Gusslegierung 7%Si, 0,3%Mg