Praxis-Fragen für Werkstoffkunde 2

Flashcards basierend auf Klausurfragen und Gedächtnisprotokollen zu Werkstoffkunde 2, umfassend Polymere, Leichtmetalle (Al, Mg, Ti), Kupfer, Nickel sowie Keramiken und Verbundwerkstoffe.

Welchen Werkstoff gewinnt man durch die Prozessfolge Umsetzung mit Chlor, Reaktion mit einem metallischen Reduktionsmittel und Umschmelzen im Vakuumlichtbogenofen?

Titan

Was sind die charakteristischen Eigenschaften von Thermoplasten?

Sie sind eher weich, warm verformbar, schweißbar, die Verformung ist wiederholbar und sie besitzen ketten- oder strauchförmig verzweigte, unvernetzte Moleküle.

Welchen entscheidenden Vorteil bietet die Kornfeinung von Aluminium gegenüber anderen festigkeitssteigernden Maßnahmen?

Neben einer Festigkeitssteigerung stellt sich gleichzeitig eine Zunahme an Duktilität ein.

Warum wird die Werkzeugschneide bei der spanenden Bearbeitung von Titan-Werkstoffen thermisch hoch belastet?

Aufgrund der geringen spezifischen Wärmeleitfähigkeit des Titans.

Welches Pilling-Bedworth-Verhältnis weist Aluminium auf und welche Wirkung hat dies?

Aluminium weist ein Pilling-Bedworth-Verhältnis von $1.28$ auf, was die Bildung einer schützenden, passivierenden Oxidationsschutzschicht bewirkt.

Welche Bindungen treten zwischen zwei Polymermolekülen im Thermoplasten Polyethylen ($PE$) auf?

$van-der-Waals$ Bindungen

Wieso ist die Verarbeitung von Magnesiumwerkstoffen im Vergleich zu Aluminium aufwändiger?

Aufgrund ihrer hexagonalen Gitterstruktur.

Welche physikalischen Extreme zeichnen Wolfram aus?

Es besitzt den höchsten Schmelzpunkt aller Metalle und die höchste Kaltverfestigung aller Metalle.

Worauf ist beim Gießen von Kupferwerkstoffen (außer Messing $Cu-Zn$) an der Luft zu achten?

Die Schmelze muss desoxidiert werden (z. B. mit Bor, Phosphor oder Mangan), um versprödende Oxide zu vermeiden.

Zu welcher Gruppe der Verbundwerkstoffe zählen Cermets?

Cermets zählen zu den teilchenverstärkten Verbundwerkstoffen.

Warum wird Diamant trotz seiner Härte nicht als universaler Hartstoff eingesetzt?

Er ist verhältnismäßig teuer, spröde im Vergleich zu Hartmetall und zersetzt sich bei hohen Temperaturen in sauerstoffreicher Atmosphäre.

Welche Bedingung wird an das flüssige Bindemittel beim Sintern von Hartmetallen gestellt?

Das flüssige Bindemittel muss die Hartstoffteilchen benetzen.

Was ist beim Schweißen von Titan im Hinblick auf die Umgebungsluft zu beachten?

Aufgrund der hohen Gasaffinität von Titan muss der Kontakt mit der Umgebungsluft vermieden werden (z. B. durch Schweißen im $WIG$-Verfahren).

In welche drei Gruppen werden Titanlegierungen nach ihrem Gefüge eingeteilt?

$\\alpha$-Legierungen, $\beta$-Legierungen und $(\\alpha-\\beta)$-Legierungen.

Welche Gitterstruktur besitzt Kupfer und wie wirkt sich diese auf die Umformbarkeit aus?

Kupfer besitzt eine kubisch-flächenzentrierte Gitterstruktur ($kfz$) und weist eine gute Umformbarkeit auf.

Welche Anwendung ist typisch für die Nickel-Legierung $NiCr8020$?

Sie wird als Heizleiterwerkstoff eingesetzt, da sie eine geringe elektrische Leitfähigkeit und eine hohe Warmfestigkeit besitzt.

Von welchen Faktoren ist das Ergebnis bei der mechanischen Prüfung von Polymeren abhängig?

Das Ergebnis ist abhängig von der Prüfgeschwindigkeit, der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit.

Wie beschreibt man den molekularen Aufbau von Elastomere?

Sie sind weitmaschig vernetzt, besitzen wenige Brücken und sind molekular wie ein Fischernetz aufgebaut.

Welches Legierungselement wird für Heißgaskorrosionsschutzschichten auf Nickelbasislegierungen für Turbinenschaufeln verwendet?

Yttrium (oder auch Aluminium).

Was passiert bei der Überschreitung der Festigkeitsgrenze bei Duroplasten?

Sie brechen spontan.

Wie ändert sich die Wärmeleitfähigkeit von Aluminium-Gusslegierungen mit steigendem Anteil an Legierungselementen?

Die Wärmeleitfähigkeit nimmt mit zunehmendem Anteil an Legierungselementen ab.

Welche Metalle werden für die Herstellung von Schiffsschrauben und Wendeschneidplatten verwendet?

Schiffsschrauben: $CuAl10Ni$; Wendeschneidplatten: $WC-Co$.

Warum müssen Magnesiumschmelzen unter Schutzgas oder Vakuum gehandhabt werden?

Aufgrund der hohen Sauerstoffaffinität von Magnesiumschmelzen (vor allem bei Temperaturen um $500\,^\circ\text{C}$).

Was versteht man unter der $\beta$-Schichtbildung bei Titanbauteilen?

Die Versprödung oberflächennaher Bereiche durch Sauerstoffdiffusion während der Warmumformung.

Welche Art der Leitfähigkeit weist ein Kohlenstofffaserverbundwerkstoff mit Polymermatrix auf?

Er weist eine anisotrope (richtungsabhängige) elektrische und thermische Leitfähigkeit auf.