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TESTE DEIN WISSEN

Welcher prozesstechnische Unterschied besteht in der Fertigung eines Bauteiles aus HDT1200M und 22MnB5?

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TESTE DEIN WISSEN
  • HDT1200M
    • Hochfest
    • H --> Hohe Streckgrenze
    • D --> warmgewalzt
      • (x = Walzustand nicht festgelegt, C = kaltgewalzt)
    • T1200 --> Mindestzugfestigkeit (auch bei F, X, C, M und T
      • Bei LA, Y, B Mindeststreckgrenze
    • M --> Martensitphasen
      • D = Schmelztauchüberzüge
      • LA = low alloyed
      • B = bake hardending
      • Y = interstital free
      • F = ferritisch-bainitisch
      • X = Dualphasen
      • T = TRIP
      • C = Complexphasen
  • 22MnB5
    • Kaltgewalzter Vergütungsstahl
    • Nur Zusammensetzung
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TESTE DEIN WISSEN

Nennen Sie drei wichtige Randbedingungen des Leichtbaus.


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TESTE DEIN WISSEN
  • Stoffleichtbau
    • Geringe Dicht
    • Höherfeste Stähle, Al, Mg, Ti, Kunststoffe
  • Formleichtbau
    • Dickenreduktion, spezialisierte. Form angepasst an Funktion
    • Beanspruchungsgerechte Auslegung --> Multimarterial 
    • Festigkeitssteigerung
  • Fertigungsleichtbau
    • Spezielle Fügeverfahren
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TESTE DEIN WISSEN

Nennen Sie drei bespiele für den Fertigungsleichtbau.


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TESTE DEIN WISSEN
  • Fügeverfahren für Multimaterial
  • Einsatz von Tailored Blank
  • Warmblechumformen (Presshärten)
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TESTE DEIN WISSEN

Was verstehen Sie unter dem Begriff “interkritisches Glühen”?


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TESTE DEIN WISSEN
  • Glühen zwischen TA1  und TA3 (Zweiphasengebiet α+γ)
  • Ferrit + Austenit liegen vor nach Anteilen der Hebelregel
  • Durch Glühen auf unterschiedlichen Temperaturen können unterschiedliche Festigkeitswerte und unterschiedliche Gefügeanteile an Ferrit und Austenit eingestellt werde
  • C reichert sich im Austeni an
  • Durch IK-Glühen werden nur die Gefüge von DP- und TRIP-Stählen eingestellt
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TESTE DEIN WISSEN

Wie wird ein kaltgewalzter Complexphasenstahl mit einer Mindestzugfestigkeit von 980 MPa bezeichnet?


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TESTE DEIN WISSEN
  • Complexphasenstähle haben am Ende ein "C" --> Bezeichnungskonvention
  • HDT750C
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TESTE DEIN WISSEN

Was sind die wesentlichen Unterschiede zwischen TWIP- und TRIP-Stählen?


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TESTE DEIN WISSEN
  • TRIP
    • Ferrit + Austenit (+20% metastabiler RA)
    • Austenit zu Martensit bei Verformung
  • TWIP
    • Austenit
    • Bruchdehnung bis 60% --> deutlich höher bei gleicher Zugfestigkeit
    • Deutlich teurer, durch höhere Legierungsanteile --> selten angewendet
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TESTE DEIN WISSEN

Nennen Sie eine typische Zusammensetzung von TRIP und TWIP Stahl.


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TESTE DEIN WISSEN
  • TRIP
    • HCT690T
    • 0,24% C
    • 2% Si
    • 2,2% Mn (Mangan)
    • 0,08% P (Phosphor)
    • 0,015 - 2% Al
    • 0,6% Cr + Mo
    • 0,2% Ti + Nb (Niob)
    • 0,2 V (Vanadium)
    • 0,005 B (Bor)
  • TWIP
    • X20MnCrAlV19-2-Hy
    • 0,4 C
    • 19 Mn
    • 2 Cr
    • 2 Al
    • Hy --> Bezeichnung von Thyssen
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TESTE DEIN WISSEN

Welches Gefüge weisen diese Stähle vor einer Umformung auf?


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TESTE DEIN WISSEN
  • TRIP 
    • F + A (+B) --> A wir zu M bei der Verformung
  • TWIP
    • A --> A wird zu M bei Verformung
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TESTE DEIN WISSEN

Welche Gefügebestandteile weist ein DP-Stahl auf?


Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN
  • Ferrit mit Dispersionen von 15 - 25% Martensit
  • RA ist enthalten, wird im Vergleich zum TRIP-Stahl aber nicht  gezielt eingestellt
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TESTE DEIN WISSEN

Vergleichen Sie die Fertigung von DP als Kalt- und Warmband


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TESTE DEIN WISSEN
  • Warm (1250°C) (DP-Warmband)
    • Verknüpft Walzen und Wärmebehandeln --> Direkte Umformung 
    • Gefügeeinstellungen aus der Walzhitze
    • Billiger und einfacher (je nach Randbedingungen)
    • Ausgangszustand ist der voll austenitisierte Zustand, kommend aus der Walzhitze, der Prozess beschreibt eine γ --> α Umwandlung
    • Gefüge soll dann aus ca. 70 -80 % Ferrit und den restlichen Anteilen aus Austenit bestehen
    • DP-Stahl: Rasche Abkühlen in der Ferritnase, an Perlit- und Bainitnase vorbei, bis unterhalb Ms zur Umwandlung von Austenit un Martensi
    • TRIP: Rasche Abkühlen und iosthermes Halten in der Bainitstufe 
  • Kalt (Raumtemperatur)
    • Umformung bei RT, da nach Wärmebehandeln
    • Ausgangsgefüge ist ferritisch mit Zementit Anteilen 
    • α --> α/γ (vorher austenitisch)
    • ZTA-Verhalten ist relevant, da der Ausgangszustand überwiegend ferritisch vorliegt
    • Abhängig vom C-Gehalt --> Gefüge aus Ferrit + Karbiden bei RT
    • Kinetik der Karbid-Auslösung muss während des IK-Glühen berücksichtigt werden, um einen zweiphasigen α+γ-Zustand zu erhalten
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TESTE DEIN WISSEN

Wieso hilft einem bei DP-Stahl die Berechnung des Gleichgewichts-Gehaltes an gamma und alpha für das IK-Glühen nicht weiter?


Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN
  • Gleichgewichtsrechnungen basieren auf technisch unendlichen Zeiten, sind angelegt an die gleichgewichtsnahe Situation --> sehr praxisfern, in Praxis gelten keine Gleichgewichtszustände
  • In solchen Zeiten können in technischen Anwendungen chemische Potentiale durch Umverteilung der Legierungsatome oder Diffusion nicht vollständig abgebaut werden, wodurch Mirkoseigeurngen entstehen
  • Daraus resultieren Heterogenitäten über das Werkstoffvolumen hinsichtlich seiner physikalischen Eigenschaften
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TESTE DEIN WISSEN

Welche Bedeutung haben die Abkürzungen “P, IF, HSLA, BH, DP, TRIP, CP, MS” im Zusammenhang mit Karosseriestählen?

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TESTE DEIN WISSEN
  • P --> phosphorlegiert
  • IF --> interstitial free --> Tiefziehen
    • Dem Stahl werden Ti oder Nb zuglegiert, da diese eine hohe Affinität zum Kohlenstoff haben und den Restbestand abbinden sollen
    • C < 0,02
  • HSLA --> high strength, low alloy
  • BH --> bake hardening
  • DP --> dual phase
    • Ferritische Grundmartix mit Martensitinseln in den Körnern
  • TRIP --> transformation induced plasticity --> Verformungsenergie
  • CP --> Complexphasen
  • MS --> Martensitphasen
  • Zugfestigkeit steigt
  • Fe-Mn-Al-C Stähle
    • Sind TWIP-Stähle (twinning induced plasticity)
    • Aufgrund hoher Legierungskosten haben diese sich nicht durchgesetzt
    • Austenitische Stahlsorte
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  • 108 Lernmaterialien

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Q:

Welcher prozesstechnische Unterschied besteht in der Fertigung eines Bauteiles aus HDT1200M und 22MnB5?

A:
  • HDT1200M
    • Hochfest
    • H --> Hohe Streckgrenze
    • D --> warmgewalzt
      • (x = Walzustand nicht festgelegt, C = kaltgewalzt)
    • T1200 --> Mindestzugfestigkeit (auch bei F, X, C, M und T
      • Bei LA, Y, B Mindeststreckgrenze
    • M --> Martensitphasen
      • D = Schmelztauchüberzüge
      • LA = low alloyed
      • B = bake hardending
      • Y = interstital free
      • F = ferritisch-bainitisch
      • X = Dualphasen
      • T = TRIP
      • C = Complexphasen
  • 22MnB5
    • Kaltgewalzter Vergütungsstahl
    • Nur Zusammensetzung
Q:

Nennen Sie drei wichtige Randbedingungen des Leichtbaus.


A:
  • Stoffleichtbau
    • Geringe Dicht
    • Höherfeste Stähle, Al, Mg, Ti, Kunststoffe
  • Formleichtbau
    • Dickenreduktion, spezialisierte. Form angepasst an Funktion
    • Beanspruchungsgerechte Auslegung --> Multimarterial 
    • Festigkeitssteigerung
  • Fertigungsleichtbau
    • Spezielle Fügeverfahren
Q:

Nennen Sie drei bespiele für den Fertigungsleichtbau.


A:
  • Fügeverfahren für Multimaterial
  • Einsatz von Tailored Blank
  • Warmblechumformen (Presshärten)
Q:

Was verstehen Sie unter dem Begriff “interkritisches Glühen”?


A:
  • Glühen zwischen TA1  und TA3 (Zweiphasengebiet α+γ)
  • Ferrit + Austenit liegen vor nach Anteilen der Hebelregel
  • Durch Glühen auf unterschiedlichen Temperaturen können unterschiedliche Festigkeitswerte und unterschiedliche Gefügeanteile an Ferrit und Austenit eingestellt werde
  • C reichert sich im Austeni an
  • Durch IK-Glühen werden nur die Gefüge von DP- und TRIP-Stählen eingestellt
Q:

Wie wird ein kaltgewalzter Complexphasenstahl mit einer Mindestzugfestigkeit von 980 MPa bezeichnet?


A:
  • Complexphasenstähle haben am Ende ein "C" --> Bezeichnungskonvention
  • HDT750C
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Q:

Was sind die wesentlichen Unterschiede zwischen TWIP- und TRIP-Stählen?


A:
  • TRIP
    • Ferrit + Austenit (+20% metastabiler RA)
    • Austenit zu Martensit bei Verformung
  • TWIP
    • Austenit
    • Bruchdehnung bis 60% --> deutlich höher bei gleicher Zugfestigkeit
    • Deutlich teurer, durch höhere Legierungsanteile --> selten angewendet
Q:

Nennen Sie eine typische Zusammensetzung von TRIP und TWIP Stahl.


A:
  • TRIP
    • HCT690T
    • 0,24% C
    • 2% Si
    • 2,2% Mn (Mangan)
    • 0,08% P (Phosphor)
    • 0,015 - 2% Al
    • 0,6% Cr + Mo
    • 0,2% Ti + Nb (Niob)
    • 0,2 V (Vanadium)
    • 0,005 B (Bor)
  • TWIP
    • X20MnCrAlV19-2-Hy
    • 0,4 C
    • 19 Mn
    • 2 Cr
    • 2 Al
    • Hy --> Bezeichnung von Thyssen
Q:

Welches Gefüge weisen diese Stähle vor einer Umformung auf?


A:
  • TRIP 
    • F + A (+B) --> A wir zu M bei der Verformung
  • TWIP
    • A --> A wird zu M bei Verformung
Q:

Welche Gefügebestandteile weist ein DP-Stahl auf?


A:
  • Ferrit mit Dispersionen von 15 - 25% Martensit
  • RA ist enthalten, wird im Vergleich zum TRIP-Stahl aber nicht  gezielt eingestellt
Q:

Vergleichen Sie die Fertigung von DP als Kalt- und Warmband


A:
  • Warm (1250°C) (DP-Warmband)
    • Verknüpft Walzen und Wärmebehandeln --> Direkte Umformung 
    • Gefügeeinstellungen aus der Walzhitze
    • Billiger und einfacher (je nach Randbedingungen)
    • Ausgangszustand ist der voll austenitisierte Zustand, kommend aus der Walzhitze, der Prozess beschreibt eine γ --> α Umwandlung
    • Gefüge soll dann aus ca. 70 -80 % Ferrit und den restlichen Anteilen aus Austenit bestehen
    • DP-Stahl: Rasche Abkühlen in der Ferritnase, an Perlit- und Bainitnase vorbei, bis unterhalb Ms zur Umwandlung von Austenit un Martensi
    • TRIP: Rasche Abkühlen und iosthermes Halten in der Bainitstufe 
  • Kalt (Raumtemperatur)
    • Umformung bei RT, da nach Wärmebehandeln
    • Ausgangsgefüge ist ferritisch mit Zementit Anteilen 
    • α --> α/γ (vorher austenitisch)
    • ZTA-Verhalten ist relevant, da der Ausgangszustand überwiegend ferritisch vorliegt
    • Abhängig vom C-Gehalt --> Gefüge aus Ferrit + Karbiden bei RT
    • Kinetik der Karbid-Auslösung muss während des IK-Glühen berücksichtigt werden, um einen zweiphasigen α+γ-Zustand zu erhalten
Q:

Wieso hilft einem bei DP-Stahl die Berechnung des Gleichgewichts-Gehaltes an gamma und alpha für das IK-Glühen nicht weiter?


A:
  • Gleichgewichtsrechnungen basieren auf technisch unendlichen Zeiten, sind angelegt an die gleichgewichtsnahe Situation --> sehr praxisfern, in Praxis gelten keine Gleichgewichtszustände
  • In solchen Zeiten können in technischen Anwendungen chemische Potentiale durch Umverteilung der Legierungsatome oder Diffusion nicht vollständig abgebaut werden, wodurch Mirkoseigeurngen entstehen
  • Daraus resultieren Heterogenitäten über das Werkstoffvolumen hinsichtlich seiner physikalischen Eigenschaften
Q:

Welche Bedeutung haben die Abkürzungen “P, IF, HSLA, BH, DP, TRIP, CP, MS” im Zusammenhang mit Karosseriestählen?

A:
  • P --> phosphorlegiert
  • IF --> interstitial free --> Tiefziehen
    • Dem Stahl werden Ti oder Nb zuglegiert, da diese eine hohe Affinität zum Kohlenstoff haben und den Restbestand abbinden sollen
    • C < 0,02
  • HSLA --> high strength, low alloy
  • BH --> bake hardening
  • DP --> dual phase
    • Ferritische Grundmartix mit Martensitinseln in den Körnern
  • TRIP --> transformation induced plasticity --> Verformungsenergie
  • CP --> Complexphasen
  • MS --> Martensitphasen
  • Zugfestigkeit steigt
  • Fe-Mn-Al-C Stähle
    • Sind TWIP-Stähle (twinning induced plasticity)
    • Aufgrund hoher Legierungskosten haben diese sich nicht durchgesetzt
    • Austenitische Stahlsorte
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