Metalle I Grundlagen und Eisenwerkstoffe

Flashcards für die Prüfungsvorbereitung

Eisenzeit

Mitteleuropa ab rd. 800 v. Chr.

Rennofen

Eisenerzeugung bei 1000 – 1200 °C

The Iron Bridge (1779)

Erste Brücke aus Gusseisen, Spannweite ca. 30m

Firth of Forth Railway Bridge (1892 – 1890)

Erste Großbrücke aus Stahl, Höhe: 110 m, Spannweite: 521 m

Golden Gate Bridge (USA, 1933)

Hängebrücke, Höhe: 227 m, Spannweite: 1.280 m, Ø Tragseil: 0,92 m

Metallische Bindung

Elektrische Leitfähigkeit, Mischbar (legierbar), Gute Verformbarkeit, Hohe Wärmeleitfähigkeit, Isotropes mechanisches Verhalten

kubisch-flächenzentriert (kfz)

Gutes Gleitsystem: 4 Gleitebenen, 3 Gleitrichtungen, 12 Gleitmöglichkeiten, Packungsdichte: 74 %, Gute Verformbarkeit

kubisch-raumzentriert (krz)

Gleitsystem: 6 Gleitebenen, 2 Gleitrichtungen, 12 Gleitmöglichkeiten, Packungsdichte: 68 %, Mäßige Verformbarkeit

Hexagonales Gitter (dichteste Packung (hex))

Gleitsystem: 1 Gleitebenen, 3 Gleitrichtungen, 3 Gleitmöglichkeiten, Packungsdichte: 74 %, Schlechte Verformbarkeit

Allotrope Umwandlung

Umwandlung im Festkörper

Legieren

Verschmelzen von Metalle für Mischkristalle

Magnetit (Fe3O4)

schwarz Eisenerz

Hämatit (Fe2O3)

rot Eisenerz

Siderit (FeCO3)

gelb/braun/schwarz Eisenerz

Direktreduktion

Temperatur von max. 1000°C (keine Aufschmelzung), Prozessgase werden von außen zugeführt, Es entsteht ein Eisenschwamm

Eisenschwamm

Fe-Gehalten zwischen 85 u. 95 %, C-Gehalt ca. 2 %

Gusseisen

Kohlenstoffgehalt: 2 bis 6 %

Gusseisen mit Lamellengraphit, GJL

Günstig, Gute Gießbarkeit, Verschleißfest, Hohe Druckfestigkeit, Hohe Säurebeständigkeit, Hohe Dämpfung

Gusseisen mit Kugelgraphit, GJS

Höhere Zugfestigkeit als GJL, Höhere Korrosionsbeständigkeit als GJL, Höhere Verschleißfestigkeit als GJL, Bedingt schweißbar, Verformungsfähiger als GJL

Temperguss, GJM

Stahlähnliche Eigenschaften, Sehr zäh, Schlagunempfindlich

Spongiose

Anfällig auf selektive Korrosion

Unlegierter Stahl

Durch Weiterbearbeitung von Gusseisen im Stahlwerk (Frischen!), Kohlenstoffgehalte meist zwischen 0,1 bis 0,5 %

Legierter Stahl

Verschmelzung von Fe, C und weiteren Legierungsbestandteilen, wie z.B: Mn, Cr, Ni, Mo etc.

Frischen

Verminderung des Kohlenstoffanteils im Roheisen durch Kontakt mit Sauerstoff: C + O2  CO2

LD-Verfahren

Es wird mit reinem Sauerstoff gefrischt, Einsatz vorzugsweise für phosphorarmes Roheisen.

LDAC-Verfahren

Gleichzeitig mit Sauerstoff wird Kalk eingeblasen. Dies erlaubt auch das Frischen von phosphorreichem Roheisen.

Desoxidieren

Nach dem Frischen ist die Schmelze mit Sauerstoff übersättigt. Der Gehalt wird durch folgende 3 Verfahren reduziert, da der Stahl ansonsten spröde (Rotbruch) wird:

Unberuhigtes Vergießen (U)

Desoxidieren Verfahren

Beruhigtes Vergießen (R)

Desoxidieren Verfahren

Sehr beruhigtes Vergießen (RR)

Desoxidieren Verfahren