Werkstoffkunde I

4 Werkstoffhauptgruppen

• Metallische Werkstoffe

• Anorganische-nichtmetallische Werkstoffe

• Polymere Werkstoffe

• Verbundwerkstoffe

Anforderungen an Werkstoffe

• statische und zyklische Beanspruchungen unter Umgebungsbedingungen gewachsen sein

• Standhalten bei Verschleiß, Erosion und Korrosion

• Gut be- und Weiterbearbeitbar sein

• Recycling möglich

Anforderungsprofil an einen Werkstoff

Thermische Festigkeit, tribologische und Korrosionbeanspruchung

Eigenschaft Profil von Werkstoffen

Mechanische Eigenschaften, chemische Eigenschaften, technologische Eigenschaften und thermische Eigenschaften

Was sind Werkstoff Kenngrößen WKG?

Stellen die Basis für die Objektivebemessung und den objektiven Einsatz von Werkstoff mit hinreichender Sicherheit da

Ist das WKG bei chemisch identischen Werkstoffen gleich

Nein, es kann sich je nach Fertigung Vorgeschichte unterscheiden

Was ist die mikroskopische Betrachtung?

Erfassung integraler, mechanischer, thermischer, chemischer unter anderem Reaktion auf bestimmter Anspruchungen. Die Linear Abmessungen der interessierenden Werkstoffbereiche (LIW) ~1 mm <= LIW <= 1 m

Was ist mikroskopische Betrachtung

Nutzt die Licht- und Rasterelektronenmikroskopie für Detailformationen im Bereich ~ 0,5 μm <= LIW <= 1mm

Was ist submikroskopische Betrachtung

Gestattet die Bewertung der Atomgitterstruktur und der vorliegende Güter Strömung zum Beispiel mithilfe von Elektronenmikroskop und röntgenographische Hilfsmittel

Bereich: ~1nm <= LIW <= 0,5 μm

Nach welchen physikalischen technologischen Gesichtspunkte werden metallische Werkstoffe unterschieden

Dichte chemische Beständigkeit Schmelz beziehungsweise Solidus Temperatur, LLegierug,basis, Farbe,phasen Zahl Herstellungsart, Verwendungsart, Angaben zur Entdeckung chemische Elemente

Welche Bindungarten gibt es?

• Ionenbindung

• Kovalentbindung

• Metallbindung, Dipol Bindung

Welche Strukturen können Festkörper besitzen?

Amorf und Kristallinstrukturen

Welchen Aufbau besitzen Gläser und Kunstoffe?

Amorph

Welche Aufbau besitzen Metalle und Metallregierungen?

Kristallin

Was ist ein Kristall?

Eine periodisch, regelmäßige dreidimensionale Anordnung von Atom mit charakteristischen ist Symmetrieeigenschaften über den Bereich von mehr als 10^-5 cm³

Wie entsteht der Kristall?

Aus dem schmelzflüssigen Zustand durch Keimbildung und Kristallwachstum

Schmelze: Atome besitzen eine hohe Beweglichkeit. Lage zueinander ist reglos.

Einkristall: ausgehend von einem Kristall nehmen die Atome eine deterministische Anordnung ein

Vierkristall: ausgehend von mehreren Keimen bilden sich eine Vielzahl von Kristallen

was sind idealistalle?

Frei von Gitterstörungen → weisen überall eine fehlerfreie gleichmäßige Atom Anordnung auf

Was sind Real Kristalle?

Sind mit unterschiedlichsten Gitter,federn und Korngrenzen behaftet

Was ist die Elementarzelle

Grundeinheit eines periodischen Raumgitters

was ist die Gitterkonstante?

die Kantenlänge einer Elementarzelle

Was sind die häufigsten auftretenden Kristallsysteme?

Kubischraumzentriert (KRZ), kubisch-flächenzentriert (kfz), hexagonal (hex)

Beispiele für die Kristallstrukturen einiger wichtige Metalle

krz: a-Fe, Cr, V, Mo, W, Nb

kfz: y-Fe, Ni, Cu, Al, Au, Ag

Hex: Be, Mg, Ti, and, Zr, Hf

Was ist die Elementarzelle EZ?

Ein zweckmäßig gewähltes, meistens kleinstes Strukturelement, durch dessen Wiederholung aufeinander Reih Dungen in allen drei Axrichtungen man sich das Raumgitter aufgebaut denken kann

Was ist die Koordinations Zahl KZ?

Die Zahl der zu einem beliebigen Atomen des Raumgitters nächstliegenden Nachbar, Atom

2 - 42, Zahl der zu einer Elementarzelle gehören Atome in

?

Was ist die Raum Erfüllung RE und wie berechnet man sie?

Gibt den Anteil des Gesamtvolumens eine Elementhaar Zelle an, der von Atomen ausgefüllt ist: RE= (n*V(atomkugel))/ V(elementarzelle) *100%

Was sind Gitterlücken?

Stellen die nicht von atomar Materie erfüllten Raum in einem Kristallgitter dar

Welche unterschiedlichen Gitterlücken gibt es?

Oktaederlücken und Tetraederlücken

Was ist die Dichte gepackte Richtung DGR?

Die Richtung mit dem geringsten Lehrvolumenanteil in der Elementhaar Zelle → die Atome liegen am dichtesten nebeneinander

Was ist die Dichte gepackte Ebene, DGE

Ebenen Abschnitt durch die Elementarzelle mit dem geringsten Leervolumenanteil → Ebene, in der die Atome am dichtesten gepackt sind

Was stellt die Leitsysteme dar

Die Dichte ist gepackte Ebene und dichtes gepackte Richtung

Wie erfolgt das ableiten

Unter der Wirkung von Schubspannungen zunächst in den Gleitebenen, die um 45° zur Beanspruchung Richtung orientiert sind, weil hier die maximale Schubspannung auftritt

Was ist die Packung, Dichte DE und wie berechnet man sie

Gibt das Verhältnis der Schnittfläche der Atome mit einer bestimmten Ebene zur Gesamtfläche dieser Ebene an

De = A(Schnitt)/ A(Ebene) *100%

Was ist die Stapel Folge

Reihenfolge, in der bestimmte Ebene übereinander gepackt sind

Was sind Zwillingsysteme?

Sie bestehen aus der Zwillingsebene und der Schiebung→ durch eine Zwillingsgrenze werden große überbrückt

Was sind Trennbruchsysteme

Bestehen aus der Trennbruchebene und der Trennbruch Richtung und geben die kristallgraphischen Ebenen und Richtungen an, in denen bevorzugt ein Spaltbruch eines kristallinen Werkstoffs auftritt