Brainscape's Knowledge GenomeTM

Browse over 1 million classes created by top students, professors, publishers, and experts.


See full index

Werkstoffkunde 2 (Was Sie wissen sollten) > Stahl / Gusseisen > Flashcards

Stahl / Gusseisen Flashcards

You may prefer our related Brainscape-certified flashcards:
SIE Exam flashcards
1
Q

Skizzieren Sie das Fe-Fe3C-Diagramm (metastabil) und kennzeichnen Sie die wichtigsten Temperaturen, Konzentrationen und die Phasenfelder.

A

vgl. VL 1 + 2, Folie 36

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

Beschriften Sie die Phasenfelder im Fe-Fe3C-Diagramm (metastabil) gefügemäßig.

A

vgl. VL 1 + 2, Folie 40

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

Nennen und erläutern Sie die peritektische/eutektische/eutektoide Reaktion.

A

eutektische Reaktion: S g + Fe3C

eutektiode Reaktion: g a + Fe3C

peritektische Reaktion: d + S g

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

Was versteht man unter Stahl?

A

max. 2,06 Ma.-% C

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

Erläutern Sie die Gefügeentstehung für einen Stahl mit maximal 0,02 Ma.-% Kohlenstoff.

A
  1. Teilweise Umwandlung von Austenit zu Ferrit (2-Phasen-Gebiet)
  2. Gesamte Austenit hat sich zu Ferrit umgewandelt und kühlt ab
  3. Mit abnehmender Temperatur sinkt die Löslichkeit von C im Ferrit –> Zementit scheidet aus
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

Erläutern Sie die Gefügeentstehung für einen untereutektoiden Stahl.

A

0,02 < cC < 0,8 (Ma.-%): untereutektioder Stahl

  1. Teilweise Umwandlung von Austenit zu Ferrit (2-Phasen-Gebiet)
  2. eutektoide Reaktion:
    restliche Austenit wandelt sich zu Perlit um (Perlit = a + Fe3C)
    –> es liegt nun Ferrit und Perlit vor
  3. mit abnehmender Temperatur sinkt die Löslichkeit von C im Ferrit –> Zementit scheidet aus
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

Skizzieren Sie die Gefüge jeweils vor/nach den charakteristischen Umwandlungen.

A

vgl. VL 1 + 2, Folie 41

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

Was ist Ferrit – Austenit – Ledeburit I bzw. II – (Primär-, Sekundär-, Tertiär-)Zementit – Perlit?

A

Ferrit: a-Fe

Austenit: g-Fe

Ledeburit I: feines Gemenge aus Austenit und Zementit
Ledeburit II: feines Gemenge aus Perlit und Zementit

(Primär-)Zementit: Fe3C
Sekundärzementit: Fe3CII
Tertiärzementit: Fe3CIII

Perlit: feinstreifiges Gemenge aus Ferrit und
Zementit

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

Was versteht man unter einem austenitstabilisierenden Element?

A

Austenitbildner:
Austenitbildende Elemente entsprechen einem äquivalenten Anteil an Ni.

vgl. Folie 50

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

Wie wird der Kohlenstoff im Eisengitter gelöst?

A

Der Kohlenstoff wird im a-, g- und d- Eisen in die Zwischengitterplätze (Oktaeder- oder Tetraederlücken) eingelagert und ist also nur in begrenztem Umfang in dem jeweiligen Eisengitter löslich.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

Warum wird das Fe-Fe3C-Diagramm auch „metastabiles Eisen Kohlenstoff-Diagramm“ genannt?

A

Eisen bildet mit Kohlenstoff die sehr spröde intermediäre Phase Fe3C, die bei hohen Temperaturen, langen Haltezeiten und/oder langsamer Abkühlung zerfällt. Technische Fe-C-Legierungen erstarren überwiegend nach dem metastabilen System. Der Begriff metastabil kennzeichnet lediglich einen bestimmten thermodynamischen Zustand und darf nicht mit “unstabil” gleichgesetzt werden.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

Erläutern Sie die Gefügeentstehung für einen übereutektoiden Stahl. Skizzieren Sie die Gefüge jeweils vor/nach den charakteristischen Umwandlungen.

A

0,8 < cC < 2,06 (Ma.-%): übereutektoider Stahl

  1. Ausscheidung von Sek.-zementit aus dem Austenit (2-Phasen-Gebiet)
  2. eutektoide Reaktion:
    restliche Austenit wandelt sich zu Perlit um (Perlit = a + Fe3C) –> es liegt nun Sek.-zementit und Perlit vor

vgl. VL 3, Folie 7

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

Beschriften Sie das stabile Fe-C-Diagramm phasen- und gefügemäßig.

A

vgl. VL 1 +2, Folie 34

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

Skizzieren und erläutern Sie das Maurer-Diagramm.

A

vgl. VL 1 + 2, Folie 57

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

Welche Arten der Graphitausbildung gibt es. Wie entstehen sie und wie beeinflussen sie die Eigenschaften des Graugusses?

A

Lamellengraphit
Vermiculargraphit
Kugelgraphit

Härte (absteigend)
Feinlamellarer Perlit
Groblamellarer Perlit
Kugelliger Zementit

Duktilität (absteigend)
Kugeliger Zementit
Groblamellarer Perlit
Feinlamellarer Perlit

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

Welche Einflussgrößen bestimmen die Graphitausbildung im Grauguss?

A

Legierungszusätze

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
17
Q

Welche Gefüge entstehen bei der beschleunigten Abkühlung?

A

Bainit (moderate Abkühlung)

Martensit (schnelle Abkühlung)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
18
Q

Skizzieren und erläutern Sie ein isothermes – kontinuierliches Zeit-Temperatur-Umwandlung-Schaubild.

A

vgl. VL 3, Folie 27

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
19
Q

Erläutern Sie den Zusammenhang zwischen dem Fe-Fe3C-Diagramm und dem ZTU-Diagramm.

A

Sind notwendig, weil Phasendiagramm nicht alle entstehenden Gefüge (Nicht-Gleichgewichtsgefüge) anzeigt

Berücksichtigen Umwandlungskinetik:
Unterschiedliche Gefüge –> unterschiedliche mechanische Eigenschaften

ZTU-Diagramme erlauben die gezielte reproduzierbare Einstellung des Gefügezustands und damit der mechanischen Eigenschaften.

20
Q

Beschreiben Sie die mikrostrukturellen Vorgänge bei der

beschleunigten Abkühlung von Stählen aus dem Austenitgebiet.

A

Martensit entsteht aus Austenit durch eine diffusionslose Umwandlung bei schneller Abkühlung auf Raumtemperatur (keine Überschneidung mit der Transformationsnase).

kfz Austenit wird zu trz Martensit (tetragonal-raumzentriert), Verzerrung des Gitters.

21
Q

Warum entsteht die charakteristische Nase im ZTU-Diagramm?

A

Die Linien für den Umwandlungsbeginn zeigen vielfach den typischen C-förmigen Verlauf “Nase”: Bei geringer Unterkühlung ist das Umwandlungsbestreben noch gering (lange Anlaufzeit), bei großer Unterkühlung nimmt es stark zu, aber die Beweglichkeit insbesondere der Kohlenstoffatome ist stark behindert (daher ebenfalls lange Anlaufzeit). Die beiden gegenläufigen Einflüsse sind die Ursache für die “Nase”.

22
Q

Wie wirken sich bestimmte Legierungselemente, wie z.B. Cr, Mo, V, W oder Ni, auf die ZTU-Schaubilder von Stählen aus?

A

Änderung der Umwandlungstemperatur

Verschiebung der Nase der Austenit-zu-Perlitumwandlung zu längeren Zeiten

Verschiebung der Perlit- und Bainit-Nasen zu längeren Zeiten (Abnahme der kritischen Abkühlgeschwindigkeit)

Bildung einer separaten Bainit-Nase

23
Q

Skizzieren Sie die ZTU-Schaubilder der entsprechenden

Legierungsvarianten.

A

vgl. VL 3, Folie 35

24
Q

Beschreiben Sie den Ablauf der Wärmebehandlung Härten.

A
  • Vollständige oder teilweise Austenitisierung bei TA
  • Abkühlung (abschrecken) mit v > vkrit auf T < MS
  • untereutektoide Stähle: TA = 30 – 50 °C > A3 und abschrecken
  • übereutektoide Stähle:
    TA = 30 – 50 °C > A1 und abschrecken
25
Q

Bei welchen Werkstoffen wird diese Wärmebehandlung (Härten) angewendet?

A

Stahl?!

26
Q

Welche mikrostrukturellen Vorgänge laufen beim Härten von Stahl ab?

A

Martensit entsteht aus Austenit durch eine diffusionslose Umwandlung bei schneller Abkühlung auf Raumtemperatur (keine Überschneidung mit der Transformationsnase).

kfz Austenit wird zu trz Martensit (tetragonal-raumzentriert), Verzerrung des Gitters.

27
Q

Wie heißt das entstehende Gefüge beim Härten?

A

Martensit

28
Q

Was versteht man unter Härtbarkeit – Einhärtbarkeit – Aufhärtbarkeit?

A

Die Fähigkeit von Stahl, eine vollständig martensitische Struktur in dem gesamten Bauteil bilden, nennt man Durchhärtbarkeit oder Einhärtbarkeit.

Die maximal erreichbare Härte wird durch den Begriff der Aufhärtbarkeit beschrieben. Aufhärtbarkeit wird durch den Martensitgehalt bestimmt und ist damit vom C-Gehalt abhängig.

29
Q

Welchen Einfluss hat der C-Gehalt auf die Härte/Härtbarkeit?

A

vgl. VL 4, Folie 38

30
Q

Welchen Einfluss haben Legierungselemente auf die Härtbarkeit?

A

Zugabe von Legierungselementen verlangsamt den Diffusionsprozess, dadurch bildet sich leichter Martensit (= geringere kritische Abkühlgeschwindigkeit).

31
Q

Skizzieren Sie den Härteverlauf über dem Querschnitt einer Welle aus un-/niedrig-/hochlegiertem Stahl für Abschrecken mit Wasser/Öl bzw. Luftabkühlung.

A

vgl. VL 4, Folie 18

32
Q

Wie laufen folgende Wärmebehandlungen ab: Normalisieren?

A 
Glühung (> 30 min) und Luftabkühlung
--> untereutektoide Stähle: 30-50 K > A3
--> übereutektoide Stähle: 30-50 K > A1
(selten: 30-50 K > Acm
(Gefahr Grobkornbildung))
33
Q

Wie laufen folgende Wärmebehandlungen ab: Weichglühen?

A

Glühung: lange Glühdauern

34
Q

Wie laufen folgende Wärmebehandlungen ab: Härten?

A
  • Vollständige oder teilweise Austenitisierung bei TA
  • Abkühlung (abschrecken) mit v > vkrit auf T < MS
  • -> untereutektoide Stähle: TA = 30 – 50 °C > A3 und abschrecken
  • -> übereutektoide Stähle: TA = 30 – 50 °C > A1 und abschrecken
35
Q

Wie laufen folgende Wärmebehandlungen ab: Vergüten?

A

Härten und dann Anlassen auf Temperaturen zwischen 250 und 650 °C für 1-2h

36
Q

Wie laufen folgende Wärmebehandlungen ab: Einsatzhärten?

A

Aufkohlen oberflächennaher Werkstoffbereiche auf ca. 0,8 Ma.-% C durch Glühung in C-abgebender Atmosphäre bei ca. 900°C und abschrecken (Härten)

–> Direkthärtung: Abschrecken von Aufkohlungstemperatur

–> Einfachhärtung: Abschrecken von einer dem Rand-C-Gehalt entsprechenden oder anderen Härtungstemperatur

–> Doppelhärtung: Abschrecken von einer dem Kern-C-Gehalt entsprechenden Härtungstemperatur und anschließend von einer dem Rand-C-Gehalt entsprechenden Härtungstemperatur

37
Q

Wie laufen folgende Wärmebehandlungen ab: Nitrieren?

A

Aufstickung oberflächennaher Werkstoffbereiche auf ca. 0,1 Ma.-% N durch Glühung in N-abgebender Atmosphäre bei ca. 550 – 600 °C dann Ablöschen (kein Abschrecken)

38
Q

Nenne die Ziele der folgenden Wärmebehandlungen: Normalisieren

A
  • Beseitigung oder Reduzierung der Werkstoffvorgeschichte durch
    vollständige oder teilweise Umkristallisation
  • Feinkörnigkeit und homogeneres Gefüge
  • Zähe Stähle
39
Q

Nenne die Ziele der folgenden Wärmebehandlungen: Weichglühen

A
  • Umwandlung des lamellaren oder Korngrenzenzementits in kugeligen Zementit
  • Gute Verform- oder gute Zerspanbarkeit
40
Q

Nenne die Ziele der folgenden Wärmebehandlungen: Härten

A

Erzeugung eines überwiegend martensitischen Gefügezustands

41
Q

Nenne die Ziele der folgenden Wärmebehandlungen: Vergüten

A

Gezielte Erzeugung von dispers verteilten Carbidausscheidungen in einer ferritischen Matrix, die günstige mechanische Eigenschaften aufweisen

42
Q

Nenne die Ziele der folgenden Wärmebehandlungen: Einsatzhärten

A

Erzeugung einer harten, überwiegend martensitischen Randschicht bei Stählen mit relativ kleinen C-Gehalten ( 0,2 Ma.-%)

43
Q

Nenne die Ziele der folgenden Wärmebehandlungen: Nitrieren

A

Erzeugung harter Randschichten bei Stählen mit Legierungselementen, die zur Nitridbildung neigen

44
Q

Erläutern Sie die mikrostrukturellen Vorgänge beim Vergüten (Vergütungsstufen!).

A
  1. Anlassstufe:
    C-Gehalt des Martensits ist gesunken, der tetragonale Martensit wandelt sich in den weniger verspannten kubischen Martensit um
    –> geringe Härteabnahme („Entspannen“)
  2. Anlassstufe:
    die Beweglichkeit der Kohlenstoffatome steigt, diffusionsgesteuerte Umwandlung von Restaustenit
    ferrit-ähnliche Phase entspricht Bainitstufe (keine GG-Phase hinsichtlich der Konzentration)
  3. Anlassstufe:
    Gefüge mit feindispersen Fe3C- Ausscheidungen in ferritischer Matrix
    –> Zugfestigkeit sinkt, aber Verformbarkeit und Kerbschlagzähigkeit steigen
  4. Anlassstufe:
    Abbau der inneren Fehler (Versetzungen, Kleinwinkelkorngrenzen), vollständige Rekristallisation des Ferrits (Form der ehemals martensitischen Latten und Platten geht verloren)
45
Q

Skizzieren Sie ein Vergütungsschaubild.

A

vgl. VL 4, Folie 23

Werkstoffkunde 2 (Was Sie wissen sollten) (2 decks)

Brainscape helps you reach your goals faster, through stronger study habits.
© 2024 Bold Learning Solutions. Terms and Conditions