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Lernmaterialien für Metalle an der TU Hamburg-Harburg

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TESTE DEIN WISSEN

Welche zwei Arten der Korrosion gibt es und was passiert jeweils?

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TESTE DEIN WISSEN

chemische Korrosion (trockene Korrosion)

- Oxidation von Metallen durch Reaktion mit Gas --> Metall wird in festes Oxid überführt


elektrochemische Korrosion:

- Korrosion (im Sinne von Auflösung) mittels Elektrolyten --> Metall geht als Ion in Lösung

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Wann tritt trockene Korrosion (äußer Umstände) auf?

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TESTE DEIN WISSEN

- in trockenen Gase

- bei hohen Temperaturen (Festkörperdiffuison kann stattfinden)

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Wann tritt trockene Korrosion (äußer Umstände)?

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TESTE DEIN WISSEN

- in trockenen Gase

- bei ohne Temperaturen (Festkörperdiffuison kann stattfinden)

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Welche Merkmale hat die Elektrochemische Korrosion und wie unterscheidet sie sich von der trockenen (abgesehen von der Reaktion selbst)?

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TESTE DEIN WISSEN

- Korrosive Auflösung des Metalls; oft mit Gasentwicklung verbunden.
- Korrosionsprozesse laufen oft nahe der Grenzfläche zwischen ungleichen Metallen beschleunigt ab.
- Elektrische Leitfähigkeit der Lösung erhöht die Reaktionsrate (z.B. Korrosion von Automobilkarroserien bei Streusalzeinsatz im Winter).
Gründe für unterschiedliches Verhalten verglichen mit trockener Korrosion:

--> Reaktionsprodukt ist i.A. löslich =>keine ausreichende passivierende Schicht

->Elektrische Potentiale erhöhen die treibende Kraft für die Korrosion

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Wieso lösen sich Metalle als Ion in Wasser?

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- eigentlich sind Metalle recht stabil und lösen sich erst bei hohen Temperaturen

- bei einzelen Ionen im Wasser wird die Wechselwirkung verringert und ausgerichtete Wassermoleküle bilden eine Solvathülle wodurch Solvationsenergie frei wird

- Wassser ist ein sehr polares Lösungsmittel durch den straken Dipol

  • Passivierung, d.h. Reduktion der chemischen Reaktivität der Ionen 


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Welche vier Szenarien führen zur Elektrochemischen Korrosion?

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- zwei unterschiedliche Metalle

- zwei unterschiedliche Konzentrationen

- zwei unterschiedliche Veformungszustände

- Heterogene Gefüge

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Was sind die Eigenschaften und Anwendungen von Ferritischen nicht rostenden Stähle?

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TESTE DEIN WISSEN

Anwendungsgebiete:

-  Kugellager, medizinische Instrumente, Küchenmesser
Aufgabe:

-  Schärfehaltigkeit bzw. Abriebfestigkeit in korrosiven Umgebungen
Geforderte Eigenschaften:

-  Korrosionsbeständigkeit

-  Härte-  Kosten eher nachrangig

-  im gesamten Temperaturbereich krz-Struktur

-  keine Phasenübergänge beim Abkühlen
- homogenes, einphasiges Gefüge

 Korrosionsbeständigkeit:

--> Homogenität, keine Lokalelemente

--> dichte CrO3-Schicht

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Was sind Eigenschaften und Anwendungen von austenitischen nichtrostenden Stählen?

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Anwendungsgebiete:

chemische Verfahrenstechnik, Lebensmittelverarbeitung, Vakuumgefäße, Kryotechnik
Aufgabe:

- kostengünstige (verglichen mit ferritischen Edelstählen) Anlagentechnik mit korrosiven Medien 

- einsatzfähig auch bei extrem tiefen Temperaturen


Geforderte Eigenschaften:

- Korrosionsbeständigkeit

- Schweißbarkeit

- weniger Cr (Cr ist teuer)

- keine Versprödung bei tiefer Temperatur

- homogenes Gefüge -> gute Korrosionsbeständigkeit

- mit Cr-Zusatz noch korrosionsbeständiger

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Weshalb ist so viel Korrosion am Spalt?

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- wenn es Spalte gibt, dann wird bevorzugt genau dort aufgelöst, daher im Spalt sehr viel Korrosion

- die langsame Gasreduktion läuft auf der sehr großen äußeren Bauteilfläche ab, da dort mehr O2 ist

- Spaltkorrosion ist Lokalisierung der Korrosion im Spalt durch Verlagerung aller Auflösung dorthin

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Was ist Wasserstoffversprödung?

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Wasserstoffentwicklung bei Korrosion durch Gasreduktion kann zu Wasserstoffversprödung führen. H dringt mit hoher Diffusionsgeschwindigkeit in den Werkstoff ein und versprödet die Korngrenzen => einfache Rissausbreitung. Werkstoff verliert Bruchzähigkeit fast völlig.
Das Bauteil bricht dann katastrophal ohne Vorankündigung. Gelöster H ist kaum nachweisbar => gefährliches Phänomen!

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Wodurch kann eine duktile Lösung auch spröde brechen?

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Es handelt sich um den Filminduzierten Sprödbruch. Selbst sonst perfekt duktile Legierungen wie hier Ag80Au20 brechen unter sehr geringer Last spröde, wenn durch Korrosion eine schwammartige Schicht aus porösem Au gebildet wird. Offenbar kann die Schicht einen sehr schnellen Riss injizieren. 

Wichtiges Beispiel: Entzinkung von Messing –Zink fast völlig entfernt, Schwamm aus Kupfer bleibt übrig

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Was versteht man unter Oberflächenvergoldung durch Legierungskorrosion

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Cu-reiche Cu-Au Legierung ->Korrosion entfernt oberflächlich Cu
--> Au-Schwamm wird mechanisch verdichtet
oberflächliche Anreicherung von Au erzeugt
scheinbar massives Bauteil aus Gold

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Q:

Welche zwei Arten der Korrosion gibt es und was passiert jeweils?

A:

chemische Korrosion (trockene Korrosion)

- Oxidation von Metallen durch Reaktion mit Gas --> Metall wird in festes Oxid überführt


elektrochemische Korrosion:

- Korrosion (im Sinne von Auflösung) mittels Elektrolyten --> Metall geht als Ion in Lösung

Q:

Wann tritt trockene Korrosion (äußer Umstände) auf?

A:

- in trockenen Gase

- bei hohen Temperaturen (Festkörperdiffuison kann stattfinden)

Q:

Wann tritt trockene Korrosion (äußer Umstände)?

A:

- in trockenen Gase

- bei ohne Temperaturen (Festkörperdiffuison kann stattfinden)

Q:

Welche Merkmale hat die Elektrochemische Korrosion und wie unterscheidet sie sich von der trockenen (abgesehen von der Reaktion selbst)?

A:

- Korrosive Auflösung des Metalls; oft mit Gasentwicklung verbunden.
- Korrosionsprozesse laufen oft nahe der Grenzfläche zwischen ungleichen Metallen beschleunigt ab.
- Elektrische Leitfähigkeit der Lösung erhöht die Reaktionsrate (z.B. Korrosion von Automobilkarroserien bei Streusalzeinsatz im Winter).
Gründe für unterschiedliches Verhalten verglichen mit trockener Korrosion:

--> Reaktionsprodukt ist i.A. löslich =>keine ausreichende passivierende Schicht

->Elektrische Potentiale erhöhen die treibende Kraft für die Korrosion

Q:

Wieso lösen sich Metalle als Ion in Wasser?

A:

- eigentlich sind Metalle recht stabil und lösen sich erst bei hohen Temperaturen

- bei einzelen Ionen im Wasser wird die Wechselwirkung verringert und ausgerichtete Wassermoleküle bilden eine Solvathülle wodurch Solvationsenergie frei wird

- Wassser ist ein sehr polares Lösungsmittel durch den straken Dipol

  • Passivierung, d.h. Reduktion der chemischen Reaktivität der Ionen 


Mehr Karteikarten anzeigen
Q:

Welche vier Szenarien führen zur Elektrochemischen Korrosion?

A:

- zwei unterschiedliche Metalle

- zwei unterschiedliche Konzentrationen

- zwei unterschiedliche Veformungszustände

- Heterogene Gefüge

Q:

Was sind die Eigenschaften und Anwendungen von Ferritischen nicht rostenden Stähle?

A:

Anwendungsgebiete:

-  Kugellager, medizinische Instrumente, Küchenmesser
Aufgabe:

-  Schärfehaltigkeit bzw. Abriebfestigkeit in korrosiven Umgebungen
Geforderte Eigenschaften:

-  Korrosionsbeständigkeit

-  Härte-  Kosten eher nachrangig

-  im gesamten Temperaturbereich krz-Struktur

-  keine Phasenübergänge beim Abkühlen
- homogenes, einphasiges Gefüge

 Korrosionsbeständigkeit:

--> Homogenität, keine Lokalelemente

--> dichte CrO3-Schicht

Q:

Was sind Eigenschaften und Anwendungen von austenitischen nichtrostenden Stählen?

A:

Anwendungsgebiete:

chemische Verfahrenstechnik, Lebensmittelverarbeitung, Vakuumgefäße, Kryotechnik
Aufgabe:

- kostengünstige (verglichen mit ferritischen Edelstählen) Anlagentechnik mit korrosiven Medien 

- einsatzfähig auch bei extrem tiefen Temperaturen


Geforderte Eigenschaften:

- Korrosionsbeständigkeit

- Schweißbarkeit

- weniger Cr (Cr ist teuer)

- keine Versprödung bei tiefer Temperatur

- homogenes Gefüge -> gute Korrosionsbeständigkeit

- mit Cr-Zusatz noch korrosionsbeständiger

Q:

Weshalb ist so viel Korrosion am Spalt?

A:

- wenn es Spalte gibt, dann wird bevorzugt genau dort aufgelöst, daher im Spalt sehr viel Korrosion

- die langsame Gasreduktion läuft auf der sehr großen äußeren Bauteilfläche ab, da dort mehr O2 ist

- Spaltkorrosion ist Lokalisierung der Korrosion im Spalt durch Verlagerung aller Auflösung dorthin

Q:

Was ist Wasserstoffversprödung?

A:

Wasserstoffentwicklung bei Korrosion durch Gasreduktion kann zu Wasserstoffversprödung führen. H dringt mit hoher Diffusionsgeschwindigkeit in den Werkstoff ein und versprödet die Korngrenzen => einfache Rissausbreitung. Werkstoff verliert Bruchzähigkeit fast völlig.
Das Bauteil bricht dann katastrophal ohne Vorankündigung. Gelöster H ist kaum nachweisbar => gefährliches Phänomen!

Q:

Wodurch kann eine duktile Lösung auch spröde brechen?

A:

Es handelt sich um den Filminduzierten Sprödbruch. Selbst sonst perfekt duktile Legierungen wie hier Ag80Au20 brechen unter sehr geringer Last spröde, wenn durch Korrosion eine schwammartige Schicht aus porösem Au gebildet wird. Offenbar kann die Schicht einen sehr schnellen Riss injizieren. 

Wichtiges Beispiel: Entzinkung von Messing –Zink fast völlig entfernt, Schwamm aus Kupfer bleibt übrig

Q:

Was versteht man unter Oberflächenvergoldung durch Legierungskorrosion

A:

Cu-reiche Cu-Au Legierung ->Korrosion entfernt oberflächlich Cu
--> Au-Schwamm wird mechanisch verdichtet
oberflächliche Anreicherung von Au erzeugt
scheinbar massives Bauteil aus Gold

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