Werkstoffkunde an der Hochschule Hannover | Karteikarten & Zusammenfassungen

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Wie hoch ist die Löslichkeit von Fe + C im flüssigen und im festen Zustand?

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  • Flüssig (γ-Fe) = 2,06 Ma.- % bei 1147 °C
  • Fest (α-Fe) = 0,02 Ma.- % bei 723 °C und ca. 0 bei Raumtemperatur
  • in γ-Fe ist 100-mal so viel Kohlenstoff löslich wie in α-Fe
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Was ist eine eutektoide, unter- bzw. übereutektoide Umwandlung? Welche Gefüge entstehen? 


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  • Eutektoide ist eine Festkörperreaktionè Erstarrung aus der flüssigen Phase
  • Untereutektoide links des Eutektischenpunktes, scheidet Ferrit aus bis die Konzentration 0,8% C entspricht (Perlit und Ferrit Gefüge)
  • Übereutektoide rechts des Eutektischenpunktes, scheidet (Sekundär-) Zementit aus bis die Konzentration 0,8% C entspricht (Perlit und Sekundärzementit Gefüge)
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Was ist Ledeburit (I+II)? Erläutern Sie die eutektische sowie die unter-& übereutektische Erstarrung?

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  • Ledeburit I: zwischen 1147 °C und 723°C, feines Gefüge aus Austenit und Zementit (Primärzimentit)
  • Ledeburit II: unterhalb von 723°C, Primär-Zementit mit ankristallisiertem Sekundärzementit vor (durch Ausscheidung aus dem Austenit und der Austenit zerfällt zu Perlit (oder Bainit oder Martensit).
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Nennen Sie Ferrit- und Austenitbildner.

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  • Austenitbildner:
    1. Ni, C, Co, Mn, N (macht γ an)
  • Ferritbildner:
    1. Cr, Al, Ti, Ta, Si, Mo, V, W (macht γ off)
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Einfluss der Abkühlgeschwindigkeit auf das Gefüge des Stahls. (Perlit, Martensit)

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  • Mit steigender Abkühlgeschwindigkeit verschieben sich die Umwandlungstemperaturen des Stahls zu niedrigen Temperaturen.
  • Es werde dann keine α-Fe-Kristalle mehr ausgeschieden, sondern es kommt bei dieser Temperatur nur noch zu einer Bildung von Perlit, auch wenn der C-Gehalt in den Kristallen geringer als 0,8 % ist.
  • Mit weiter zunehmender Abkühlgeschwindigkeit kann der Kohlenstoff das γ-Gitter nicht mehr verlassen. Trotzdem verändert sich das Gitter vom γ–Gitter zum α–Gitter, das Gitter klappt um. Es entsteht ein verspanntes Gitter: Martensit.
  • Beim Umklappen ändern sich nur die Gitterabmaße da das krz-Gitter im kfz-Gitter als verzerrtes Gitter enthalten ist.
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Stirnabschreckversuch

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  • Reichweite der Abschreckung in den Stahl hinein.
  • Mit zunehmender Entfernung von der Oberfläche vermindert sich die Abkühlgeschwindigkeit in massivem Stahl
  • Härte wird verringert
  • Durchhärtung wird geringer
  • Mit steigenden Legierungsantielen nimmt die Durchhärtung zu, Ursache ist die Behinderung der Diffusion des Kohlenstoffes aus dem Y- Gitter
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Was ist elastische/ plastische Verformung?


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  • elastische Verformung (reversibel), geht in den Ursprung zurück
  • plastische Verformung (irreversibel), geht nicht in den Ursprung zurück
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Wo/Wie findet plastische Verformung statt? Was sind Gleitebenen?


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  • Gleitebenen: Die Gleitebenen bilden in einem Kristall die Ebenen zwischen Atomlagen mit dichtester Packung und großem Schichtabstand. In ihnen findet bei Verformung die Versetzungsbewegung statt, da im Verhältnis die kleinste kritische Schubspannung benötigt wird.
  • Die Gleitebenen bilden in einem Kristall die Ebenen zwischen Atomlagen mit dichtester Packung und großem Schichtabstand. In ihnen findet bei Verformung die Versetzungsbewegung statt, da im Verhältnis die kleinste kritische Schubspannung benötigt wird.
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Warum ist Versetzungsbewegung günstiger?


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  • Die Gesamtenergie bleibt erhalten, die erforderliche Schubspannung wird aber reduziert


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Versetzungsarten? Burgersvektor? Annihilation?


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  • Stufenversetzung
  • Schraubenversetzung
  • zwei Versetzungen gleicher Richtung aber unterschiedlicher Orientierung hinterlassen nach Auslöschung einen fehlerfreien Kristallbereich
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Wie kann die Festigkeit gesteigert werden?


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  • Gitterfehler führen zu einer Behinderung dieser Versetzungsbewegung und damit zu einer Festigkeitssteigerung.


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Nennen Sie die 4 Strukturebenen von Materie?


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- Atomhülle

- Bindungsstruktur zwischen den Atomen

- Mikrostruktur

-Makrostruktur

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Q:

Wie hoch ist die Löslichkeit von Fe + C im flüssigen und im festen Zustand?

A:
  • Flüssig (γ-Fe) = 2,06 Ma.- % bei 1147 °C
  • Fest (α-Fe) = 0,02 Ma.- % bei 723 °C und ca. 0 bei Raumtemperatur
  • in γ-Fe ist 100-mal so viel Kohlenstoff löslich wie in α-Fe
Q:


Was ist eine eutektoide, unter- bzw. übereutektoide Umwandlung? Welche Gefüge entstehen? 


A:
  • Eutektoide ist eine Festkörperreaktionè Erstarrung aus der flüssigen Phase
  • Untereutektoide links des Eutektischenpunktes, scheidet Ferrit aus bis die Konzentration 0,8% C entspricht (Perlit und Ferrit Gefüge)
  • Übereutektoide rechts des Eutektischenpunktes, scheidet (Sekundär-) Zementit aus bis die Konzentration 0,8% C entspricht (Perlit und Sekundärzementit Gefüge)
Q:

Was ist Ledeburit (I+II)? Erläutern Sie die eutektische sowie die unter-& übereutektische Erstarrung?

A:
  • Ledeburit I: zwischen 1147 °C und 723°C, feines Gefüge aus Austenit und Zementit (Primärzimentit)
  • Ledeburit II: unterhalb von 723°C, Primär-Zementit mit ankristallisiertem Sekundärzementit vor (durch Ausscheidung aus dem Austenit und der Austenit zerfällt zu Perlit (oder Bainit oder Martensit).
Q:

Nennen Sie Ferrit- und Austenitbildner.

A:
  • Austenitbildner:
    1. Ni, C, Co, Mn, N (macht γ an)
  • Ferritbildner:
    1. Cr, Al, Ti, Ta, Si, Mo, V, W (macht γ off)
Q:

Einfluss der Abkühlgeschwindigkeit auf das Gefüge des Stahls. (Perlit, Martensit)

A:
  • Mit steigender Abkühlgeschwindigkeit verschieben sich die Umwandlungstemperaturen des Stahls zu niedrigen Temperaturen.
  • Es werde dann keine α-Fe-Kristalle mehr ausgeschieden, sondern es kommt bei dieser Temperatur nur noch zu einer Bildung von Perlit, auch wenn der C-Gehalt in den Kristallen geringer als 0,8 % ist.
  • Mit weiter zunehmender Abkühlgeschwindigkeit kann der Kohlenstoff das γ-Gitter nicht mehr verlassen. Trotzdem verändert sich das Gitter vom γ–Gitter zum α–Gitter, das Gitter klappt um. Es entsteht ein verspanntes Gitter: Martensit.
  • Beim Umklappen ändern sich nur die Gitterabmaße da das krz-Gitter im kfz-Gitter als verzerrtes Gitter enthalten ist.
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Q:

Stirnabschreckversuch

A:
  • Reichweite der Abschreckung in den Stahl hinein.
  • Mit zunehmender Entfernung von der Oberfläche vermindert sich die Abkühlgeschwindigkeit in massivem Stahl
  • Härte wird verringert
  • Durchhärtung wird geringer
  • Mit steigenden Legierungsantielen nimmt die Durchhärtung zu, Ursache ist die Behinderung der Diffusion des Kohlenstoffes aus dem Y- Gitter
Q:


Was ist elastische/ plastische Verformung?


A:
  • elastische Verformung (reversibel), geht in den Ursprung zurück
  • plastische Verformung (irreversibel), geht nicht in den Ursprung zurück
Q:


Wo/Wie findet plastische Verformung statt? Was sind Gleitebenen?


A:
  • Gleitebenen: Die Gleitebenen bilden in einem Kristall die Ebenen zwischen Atomlagen mit dichtester Packung und großem Schichtabstand. In ihnen findet bei Verformung die Versetzungsbewegung statt, da im Verhältnis die kleinste kritische Schubspannung benötigt wird.
  • Die Gleitebenen bilden in einem Kristall die Ebenen zwischen Atomlagen mit dichtester Packung und großem Schichtabstand. In ihnen findet bei Verformung die Versetzungsbewegung statt, da im Verhältnis die kleinste kritische Schubspannung benötigt wird.
Q:


Warum ist Versetzungsbewegung günstiger?


A:


  • Die Gesamtenergie bleibt erhalten, die erforderliche Schubspannung wird aber reduziert


Q:


Versetzungsarten? Burgersvektor? Annihilation?


A:
  • Stufenversetzung
  • Schraubenversetzung
  • zwei Versetzungen gleicher Richtung aber unterschiedlicher Orientierung hinterlassen nach Auslöschung einen fehlerfreien Kristallbereich
Q:


Wie kann die Festigkeit gesteigert werden?


A:


  • Gitterfehler führen zu einer Behinderung dieser Versetzungsbewegung und damit zu einer Festigkeitssteigerung.


Q:

Nennen Sie die 4 Strukturebenen von Materie?


A:

- Atomhülle

- Bindungsstruktur zwischen den Atomen

- Mikrostruktur

-Makrostruktur

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