WK1 L__C24 - Aluminiumwerkstoffe Flashcards
Was sind die drei häufigsten Elemente der Erdkruste?
- Sauerstoff: 46,1 %<br></br>- Silizium: 28,2 %<br></br>- Aluminium: 8,2 %
Wieso ist der Zwang zur Wiederverwendung bei Aluminium noch höher als bei anderen Elemten?
- Aluminium ist sehr unedel und kommt daher praktisch nur in gebunder Form vor<div>- Es muss in einem energieaufwendigen und teurem elektrolytischen Verfahren aus Erzen gewonnen werden</div><div>- Die Wiederverwendung ist daher zwingend notwendig</div>
Warum ist Aluminium der zweitwichtigste Konstruktionswerkstoff nach Stahl?
- Geringe Dichte von nur 2,7 g/cm3(unlegierter Stahl etwa 7,85 g/cm3)<div>- Sehr gute Gießbarkeit und vielfältige Formgebungsmöglichkeiten im Warm- und Kaltbereich</div><div>- Gute Zerspanbarkeit</div><div>- Gute Korrosionsbeständigkeit aufgrund passivierender Oxidschicht</div><div>- Physiologische Unbedenkbarkeit</div><div>- Kann geschweißt oder durch Mg-Zusatz auch gelötet werden</div>
Welchen Anteil hat die Luftfahrtindustrie am Aluminiumverbrauch?
- Aufgrund der kleinen Anzahl an Flugzeugen ist der Verbrauch tatsächlich sehr gering<div>- Allerdings fordert die Luftfahrtindustrie perfekte Qualität und ständige Verbesserungen</div>
Wo liegen die Hauptanwendungsgebiete für Aluminiumhalbzeug?
- Im Automobil- und Bausektor<div><br></br><div>- Im Automobilbau werden viele Druckgussteile wie z.B. Getriebegehäuse oder Motorblöcke verwendet</div><div> - Al hat einen hervorragenden Formfüllungsfaktor und aufgrund des niedrigen Schmelzpunktes schont es dabei die Werkzeuge</div><div>- Fast alle Kolben bestehen aus speziellen Aluminiumlegierungen</div></div><div>- Felgen sind in gegossenen oder geschmiedeten Varianten verfügbar</div><div>- Bei Karosserien ist Stahl z.T. noch günstiger als Aluminium</div><div>- Aluminium dient aber i.d.R. dazu Fahrzeuge leichter zu machen, bzw. das steigende Gewicht aufgrund von komfort- und sicherheitssteigernder Maßnahmen zu kompensieren</div>
In welche 2 Gruppen werden Aluminiumlegierungen unterschieden?
- <b>Knetlegierungen</b>: Können durch Warm- oder Kaltumformung zu Halbzeugen oder Fertigprodukten verarbeitet werden<div>- <b>Gusslegierungen</b>: Werden gegossen, nachträgliches Umformen ist nicht mehr bzw. nur sehr schwer möglich</div>
Was sagt die folgende Knetlegierungsbezeichnung nach DIN EN 573 im einzelnen aus?<div><b>EN AW-6061 T6-[EN AW-AlMg1SiCu T6]</b></div>
- EN: Europäische Norm<div>- A: Aluminiumlegierung</div><div>- W: Knetlegierung (english <u>w</u>rought)</div><div>- 6061: vierstellige Ziffer zur Bezeichnung der Legierungsgruppe</div><div>- AlMg1SiCu: optionale Legierungszusammensetzung mit den wichtigsten Elementen</div><div>- T6: Werkstoffzustand</div>
Was sind die wichtigsten Mechanismen zur Steigerung der Festigkeit von Aluminium?
- <b>Mischkristallverfestigung</b> und <b>Ausscheidungsverfestigung</b><div>- Sind beide stark abhängig von den Legierungselementen</div>
Welche Legierungsgruppen gibt es nach DIN EN 573?
“<img></img><div><br></br></div><div>- Entscheidend für die Einteilung ist der Verfestigungsmechanismus, d.h. in Gruppe 5 sind alle Legierungen, deren Festigkeitsteigerung hauptsächlich durch Mg ausgelöst wird</div>”
Was ist ein Werkstoffzustand und in welche 3 Oberkategorien lässt er sich einteilen?
- Werkstoffzustand ist das Ergebnis aus Kaltumformung und Wärmebehandlung<div>- Ähnlich wie bei Stahl kann eine breite Front an Eigenschaften durch den Werkstoffzustand eingestellt werden</div><div>- Kategorien:</div><div> - Weichgeglüht (Zustand O)</div><div> - Kaltverfestigkt (Zustand H)</div><div> - Wärmebehandelt (Zustand TX, wobei X eine Zahl von 1 bis 9 ist)</div>
Was sagt die folgende Gusslegierungsbezeichnung nach DIN EN 1706 im einzelnen aus?<div><b>EN AC-44400 D T6-[EN AC-AlSi9 D T6]</b></div>
- EN: Europäische Norm<div>- A: Aluminiumlegierung</div><div>- C: Gusslegierung (english <u>c</u>ast)</div><div>- 44400: fünfstellige Ziffer zur Bezeichnung der Legierungsgruppe</div><div>- AlSi9: optionale Legierungszusammensetzung mit den wichtigsten Elementen</div><div>- Angabe des Gießverfahren</div><div>- T6: Werkstoffzustand</div>
Was sind die 4 Gießverfahren und ihre Abkürzung nach DIN EN 1706?
- Sandguss S<div>- Kokillenguss K</div><div>- Druckguss D</div><div>- Feinguss F</div>
Wo liegt der Unterschied in der normgerechten Benennung von Knet- und Gusslegierungen?
- Knetlegierung<div> - W für wrought</div><div> - 4-stellige Legierungsgruppe</div><div><br></br></div><div>- Gusslegierung</div><div> - C für cast</div><div> - 5-stellige Legierungsgruppe</div><div> - Kurzzeichen des Gussverfahrens</div><div> - Zustand H (kaltverfestigt) kann natürlich nicht vorkommen</div>
Was ist der Unterschied zwischen Rein- und Reinstaluminium?
- <b>Reinaluminium</b>: nicht legiertes Al mit Reinheitsgraden zwischen 99,00 und 99,90 %<div> - Bezeichnung: Zeichen Al plus Reinheitsgrad z.B. Al99,5</div><div><br></br></div><div>- <b>Reinstaluminium</b>: Reinheitsgard mind. 99,99 % für Masseln (kleine Barren) oder 99,98 % für Halbzeuge</div><div> - Bezeichnung: Zeichen Al plus Reinheitsgrad und dem Zusatz R z.B. Al99,99R</div>
Welche Eigenschaften an die Korrosionsbeständigkeit erfüllt Rein- bzw. Reinstaluminium?
- Es bildet sich in Sekundenbruchteilen eine geschlossene Schicht aus Al2O3auf der Bauteiloberfläche<div>- Diese heilt bei Verletzungen sofort aus</div><div>- Die Schicht verhindert die Diffusion von innen nach außen und umgekehrt</div><div>- Diese passivierende Eigenschaft lässt Al viel edler erscheinen als es eigentlich ist</div>
Welchen Einsatz hat Aluminium in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie?
- Al mit Reinheiten zwischen 99,9 und 99,99 % lässt sich hervorragend platisch verformen<div>- Es ist sehr korrosionsbeständig durch die Aluminiumoxidschicht und physiologisch unbedenklich</div><div>- Durch die gute Formgebung können Fässer, Dosen, Tuben, Folien etc. hergestellt werdne</div>
Wann kann Reinaluminium für Reflektoren eingesetzt werden?
- Nach der Behandlung mit einem elektrolytischen oder chemischen Polierbad<div>- Dadurch werden die Rauhigkeitsspitzen abgetragen</div><div>- Die Aluminiumoxidschicht stört in der Funktion als Reflektor nicht, da sie glasklar ist</div>
Welche Aufgaben übernimmt Reinaluminium in der Elektrotechnik?
- Gute elektrische und thermische Leiteigenschaften<div>- Daher Einsatz als Stromleiter oder als Wärmeübergang in Kontaktflächen</div>
Welche physikalischen und mechanischen Eigenschaften weist Reinstaluminium auf?
- E-Modul: ca. 67 N/mm2<div>- Dehngrenze Rp0,2: Zwischen 10 und 100 N/mm2</div><div>- Zugfestigkeit Rm: Zwischen 39 und 118 N/mm2</div><div><br></br></div><div>–> Wie man sieht eignet sich Reinstaluminium nicht für mechanische Belastungen</div>
Was ist Hüttenaluminium?
- Kein Reinaluminium, sondern vorwiegend mit Fe- und Si- Gehalten zwischen 0,1 und 0,4 % verunreinigt<div>- Dient als Ausgang für viele Legierungen</div>
Welche grundsätzlichen Zusammenhang besteht zwischen Guss- und Knetlegierungen bezüglich der Festigkeit?
- Gusslegierungen liegen in der Festigkeit i.d.R. niedriger als die warmumgeformten Knetlegierungen<div>- Dies liegt an der gröberen Struktur, die man selbst mit Impfstoffen nicht so fein wie bei einem rekristallisierten umgeformten Werkstoff hinbekommt</div><div>- Gussstücke enthalten i.d.R. auch Fehler in Form von Lunkern oder Gaseinschlüssen</div><div>- Gusslegierungen enthalten i.d.R. einen hohen Silizium-Gehalt um das Fließvermögen zu verbessern</div>