Werkstofftechnik PMM 12 an der TU Chemnitz

Karteikarten und Zusammenfassungen für Werkstofftechnik PMM 12 an der TU Chemnitz

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Werkstoffhauptgruppen und deren Hauptbindungsarten

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Eigenschaften der Bindungsarten

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Vorgänge im Metallgitter beim Härten
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Schwermetallgruppen/Vertreter/Einsatz

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Leichtmetall, Vertreter, Anwendung

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Unterschied Leicht und Schwermetall

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Definition Keramik
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Schritte zur Keramikherstellung

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Vor-/Nachteil Keramik (gegen Metall)

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Sinn von Faserkeramiken

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Was sind Beanspruchungen
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Korrosionsschutz

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Werkstofftechnik PMM 12

Werkstoffhauptgruppen und deren Hauptbindungsarten
Metalle (Legierungen, NE-Metalle,NE-Leg.)
  • Metallbindung
  • Atomrümpfe und freies                          Elektronengas
Keramik/Glas
  • Ionenbindung
  • Ionenbildung und                                     elektrostatische Anziehung
Polymere
  • Kovalente Bindung
  • gemeinsame Elektronenpaare
Naturstoffe
  • Alle Bindungen möglich
Verbundwerkstoffe
  • Metallmatrix-Verbund
  • Polymermatrix-Verbund
  • Keramikmatrix-Verbund

Werkstofftechnik PMM 12

Eigenschaften der Bindungsarten
Metallbindung
  • Duktil, Zäh (Kristallstrukur mit Elektronengas lässt einen Versatz an Gleitebenen zu)
  • Elektrisch/Thermisch leitfähig (freie Elektronen im Gas)
  • chemisch unbeständig (freie Elekronen im Gas)
  • metallischer Glanz (Kristalstrukur)
Ionenbindung 
  • hart/spröde/fest (starke Ionenbindung +/-)
  • hohe Schmelztemp (starke Ionenbindung +/-)
  • keine Leitfähigkeit/ chemisch beständig (keine freien Elekronen)
Kovalente Bindung
  • Eigenschaften wie Ionenbindung

Werkstofftechnik PMM 12

Vorgänge im Metallgitter beim Härten
Technologie
  • Erwärmen bis KFZ-Gitter erreicht (Austinitisierung)
  • Lösen von viel Kohlenstoff
  • Schnelles Abschrecken
Gittervorgäng
  • start Eisen mit viel Kohlenstoff
  • sprunghafter Rückgang C-Löslichkeit bei Abschrecken
  • Kohlenstoff verzerrt KRZ-Gefüge
  • Martensitgefüge

Werkstofftechnik PMM 12

Schwermetallgruppen/Vertreter/Einsatz

Superlegierung 
  • Nickelbasislegierung
  • Cobaltbasislegierung
  • Beständig gegen hohe Temperaturen, chemische Angriffe
Refraktärmetalle
  • Chrom
  • Beständig gegen Korrosion z.B. durch Säuren
Edelmetalle
  • Gold, Silber, Platin
  • Gute Leiter
  • Hohe Säurebeständigkeit
Buntmetalle
  • Zinn, Zink (Korrosionsschutz)
  • Kupfer (Leitfähigkeit)
  • Blei (Strahlenschutz)

Werkstofftechnik PMM 12

Leichtmetall, Vertreter, Anwendung
Vertreter:
  • Aluminium (KFZ-Gussbauteile und Umformteile)
  • Magnesium (AZ91) (Gussbauteile)
  • Titan (Raumfahrt, Medizinprod, chem. Industrie)
  • Berylium (Luftfahrt)

Werkstofftechnik PMM 12

Unterschied Leicht und Schwermetall
Leichtmetalle besitzen günstigere gewichtsbezogen Eigenschaftsprofile (Verhältnis Festigkeit zu Dichte) und ermöglich damit stofflichen Leichtbau.

Werkstofftechnik PMM 12

Definition Keramik
Anorganisches
nichtmetallisches
schwer im Wasser lösliches
Material mit 
mind. 30% Kristalinen Anteil

Werkstofftechnik PMM 12

Schritte zur Keramikherstellung
1. Pulver (Rohstoff)
2. Aufbereitung (z.b. Mahlen)
3. Formgebung (Gießen/Pressen)
4. Grün-Weißbearbeitung (z.b. Fräßen)
5. Verfestigen (z.b. Heißpressen)
6. Endbearbeitung (z.B. Polieren)
7. Keramik ( Bauteil)

Werkstofftechnik PMM 12

Vor-/Nachteil Keramik (gegen Metall)
Vorteile
  • Temperaturbeständigkeit
  • hohe Druckfestigkeit
  • hoher E-Modul
  • Korrosionsbeständigkeit
  • Verschleißfestigkeit
  • niedrigere Dichte
Nachteile
  • Spröde, Kerbempfindlich
  • geringe Buchzähigkeit
  • niedrige Zugfestigkeit
-> geringe Schadenstoleranz

Werkstofftechnik PMM 12

Sinn von Faserkeramiken
  • Steigerung Bruchzähigkeit
  • Erzeugung eines Quasiduktilen Verhaltens
  • Verhinderung von Sprödbruch

Werkstofftechnik PMM 12

Was sind Beanspruchungen
Überbeanspruchung 

Korrosion
-Chemisch (Säuren)
-Physikalisch (UV-Strahlen)
-Elektrochemisch (Elektrolytisch)

Verschleiß
- Mechanisch verursachte Oberflächenverändweung

Werkstofftechnik PMM 12

Korrosionsschutz
Aktiv (Werkstoff, Betriebsbed., Medium)
Temporär (Entfernbare Schutzschichten)
Passiv (Mechanusche Trennung durch Schichten)

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