Werkstofftechnik der Metalle an der RWTH Aachen

Karteikarten und Zusammenfassungen für Werkstofftechnik der Metalle an der RWTH Aachen

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Anzahl Gitterlücken KRZ/KFZ, Größe GL KRZ/KFZ

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Silizium ist das typische Legierungselement für Elektroband. Welche Vorteile resultieren daraus im Hinblick auf seine magnetischen Eigenschaften. Nennen Sie mindestens einen Vorteil. (0.5 Punkte)

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Nennen Sie die drei Umwandlungsstufen des Austenits und geben Sie für einen unlegierten Stahl die ungefähren Umwandlungstemperaturen an.

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WIe errechnet sich der E-Modul

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Die Phasenumwandlung von Austenit führt bei sehr großen Unterkühlungen zur Bildung von Martensit. Ein Charakteristikum des Martensits ist seine höhere Festigkeit gegenüber der Mutterphase. a) Zählen Sie vier weitere charakteristische Merkmale der Martensitumwandlung auf (2 Punkte)!

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Nennen Sie zwei metallkundliche Vorgänge welche für die erwünschte Veränderung beim Anlassen verantwortlich sind

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Nennen Sie vier Faktoren von denn die in den verschiedenen Zonen eines Werkstücks erreichbaren Abkühlgeschwindigkeiten abhängen

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Nennen Sie die Hume-Rothery-Löslichkeitsregeln

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Einflußgrößen E-Modul

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Möglichkeiten zur Ermittlung der Längenänderung

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Im Austenit-Gitter werden C-Atome vorwiegend auf Oktaeder Lücken gelöst. Erklären Sie die Auswirkung steigender Kohlenstoffgehalte auf die Tetragonalität des Martensit.

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Werkstofftechnik der Metalle

Anzahl Gitterlücken KRZ/KFZ, Größe GL KRZ/KFZ

KRZ:
Oktaederlücken: 6 (0,19 10^-10m)
Tetraederlücken: 12 (0,36 10^-10m)

KFZ:
Oktaederlücken: 4 (0,53 10^-10m)
Tetraederlücken: 8 (0,28 10^-10m)

Werkstofftechnik der Metalle

Silizium ist das typische Legierungselement für Elektroband. Welche Vorteile resultieren daraus im Hinblick auf seine magnetischen Eigenschaften. Nennen Sie mindestens einen Vorteil. (0.5 Punkte)

-geringe Hystereseumwandlungsverluste

Werkstofftechnik der Metalle

Nennen Sie die drei Umwandlungsstufen des Austenits und geben Sie für einen unlegierten Stahl die ungefähren Umwandlungstemperaturen an.

Ferritisch-Perlitisch bis 900°C - 640°C
Bainitisch 640°C - 510°C
Martensititsch ab 510°C

Werkstofftechnik der Metalle

WIe errechnet sich der E-Modul

E = Sigma/Epsilon = Spannung / Dehnung

Werkstofftechnik der Metalle

Die Phasenumwandlung von Austenit führt bei sehr großen Unterkühlungen zur Bildung von Martensit. Ein Charakteristikum des Martensits ist seine höhere Festigkeit gegenüber der Mutterphase. a) Zählen Sie vier weitere charakteristische Merkmale der Martensitumwandlung auf (2 Punkte)!

-athermische Umwandlung

-Volumen- und Gestaltsänderung

-Legierungszusammensetzung bleibt gleich

-diffusionslos

Werkstofftechnik der Metalle

Nennen Sie zwei metallkundliche Vorgänge welche für die erwünschte Veränderung beim Anlassen verantwortlich sind

DIffusion zu einem stabileren und weniger spröden Gefüge
Erholung und Rekristallisation des martensitischen Gefüges --> Leerstellen und Versetzungsabbau

Werkstofftechnik der Metalle

Nennen Sie vier Faktoren von denn die in den verschiedenen Zonen eines Werkstücks erreichbaren Abkühlgeschwindigkeiten abhängen

 die spezifische Wärmekapazität und Wärmeleitfähigkeit des
Stahls

- die Größe, Form und Oberflächenbeschaffenheit des Werkstücks

- dem Wärmeübergang in der Grenzschicht Werkstück-
Abschreckmittel

- Art, Konzentration, Temperatur und Konvektion des Härtemittels (sinkende Abschreckwirkung in der Reihenfolge: Salzwasser, Wasser, Polymer-Lösung, Öl, Warmbad, Luft)

Werkstofftechnik der Metalle

Nennen Sie die Hume-Rothery-Löslichkeitsregeln

für eine vollständige subtitutionelle Mischkristallbildung:

- Die Komponenten sind schon im flüssigen Zustand vollständig
miteinander mischbar (Einphasigkeit)

- Die Komponenten besitzen den gleichen Gittertyp (z.B. kfz/kfz)

- Die Radiendifferenz der Atome des Legierungselements und des
Basismetalls unterscheiden sich um höchstens 15 %

- Die Komponenten müssen eine ähnliche Elektronegativität
aufweisen

Werkstofftechnik der Metalle

Einflußgrößen E-Modul

- Temperatur senkt
- Legierungselemente (sowohl als auch)
- Grad der Verformung (je höher Verformung desto niedriger Modul)
- Feuchte
- Anisotropie
- Abkühlgeschwindigkeit (je höher v desto höher der Modul)

Werkstofftechnik der Metalle

Möglichkeiten zur Ermittlung der Längenänderung

Differentialthermoanalyse
Dilatometermessung
Messung der magnetischen und elektrischen Eigenschaften

Werkstofftechnik der Metalle

Im Austenit-Gitter werden C-Atome vorwiegend auf Oktaeder Lücken gelöst. Erklären Sie die Auswirkung steigender Kohlenstoffgehalte auf die Tetragonalität des Martensit.

Da sich die C-Atome aufgrund der Größe der Lücken in die Okatederlücken in Z-Richtung eingliedern, nimmt die Tetragonalität mit steigendem C-Gehalt zu.

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