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BT > Werkstoffkunde: Metall > Flashcards

Werkstoffkunde: Metall Flashcards

1
Q

Wie viele Saiten sind insgesamt in einem modernen Klavier verbaut?

A

221 Saiten

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2
Q

Chorverteilung/Saitenanzahl inkl. Zugkraft?
(1) 3-Chörig
(2) 2-Chörig
(3) 1-Chörig

A

(1) 58 Chore x 3 x 750N = 130,5 kN
(2) 17 Chore x 2 x 850N = 28,9 kN
(3) 13 Chore x 1 x 900N = 11,7 kN

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3
Q

Wie viel N ist ein kN?

A

1 Newton = 0.001 Kilonewton
1 Kilonewton = 1000 Newton

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4
Q

Bestandteile der Gussplatte? (von links oben nach links unten)

A

Basssilie, Plattenpanzer/Diskantwirbelfeld, Bassspreize, Übergangsspreize, Diskantspreize

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5
Q

Wie werden die Zugkräfte auf die Gussplatte verteilt?

A
  • Spreizen: 1/2 der Zugkraft von den jeweiligen Diskant/Mitte- und Bassseiten
  • Mitte: Von oben und unten 63kN
  • Diskant: Von oben und unten 67,5kN
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6
Q

Warum konstruiert man keine Eckigen Plattenaussparungen?

A

Kerbspannung (Bogen/Brückenbau)

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7
Q

Wirkungsweise der Kräfte: Was entsteht in den Plattenspreizen auf Grund des Saitenbezugs?

A

Biegespannung durch exzentrischen Kraftangriff

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8
Q

Wirkungsweise der Kräfte: Welche Kräfte nimmt vor allem die Gussplatte auf und warum?

A

Die Gussplatte nimmt vor allem Druckkräfte aus Saitenzug auf, da die Biegefestigkeit nicht so hoch ist.

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9
Q

Wirkungsweise der Kräfte: Welche Kräfte nimmt vor allem der Rasten auf und warum?

A

Die Rastenbalken nehmen vor allem die Biegekräfte des exzentrischen Kraftangriffs auf, da sie sich auf Grund ihres Querschnitts weniger stark durchbiegen als die Plattenspreizen.

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10
Q

Die Gussplatte ist nicht biegesteif. Wie verhält sie sich ggü Druckkräften?

A

Ggü Druckkräften sehr stabil

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11
Q

Die Gussplatte ist nicht biegesteif. Wie verhält sie sich ggü Zugkräften?

A

Ggü Zugkräften sehr instabil

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12
Q

Statisches Modell: Wann ist die/der Spreize/Balken Biegesteif bzw. Schubsteif?

A

Schmale + tiefe = Biegesteif

Quadratisch = Biege- und Schubsteifigkeit ausgeglichen

Breite + dünne = Schubsteif

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13
Q

Statisches Modell: Welcher Bereich der Gussplatte ist am Bruchgefährdetsten?

A

Die Diskantspreize

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14
Q

Wie berechne ich den Wiederstandsmoment?

A

Breite mal Höhe(im Quadrat) durch 6. (Von Oben)

W = b x h2
R 6

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15
Q

Bestandteile der Gussplatte? (von links oben nach links unten{8})

A

Basssilie, Plattenpanzer/Diskantwirbelfeld, Bassspreize, Übergangsspreize, Diskantspreize, Anhangplatte/Diskantanhang, Bassanhang, Eckausrundungen

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16
Q

Schraffuren: Wie verlaufen diese bei Längsholz, Hirnholz, Holzwerstoffen

A

Längsholz: Freihand längs
Hirnholz: Freihand diagonal
Holzwerkstoff: Quer (im Abstand Dicke d/2)

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17
Q

Definition von Element und Atom

A

Ein chemisches Element ist ein Reinstoff, der mit chemischen Methoden nicht mehr in andere Stoffe zerlegt werden kann. Deren kleinste Teilchen nennt man Atome.

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18
Q

Definition des Bohrschen Atommodells

A

Schalentheorie
Anzahl Schalen -> Periode 1-7
Anzahl Außenelektroden -> Hauptgruppe I-VII

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19
Q

Metallbindung: Durch was entsteht Elektrische Leitfähigkeit?

A

Freie Elektronen können sich im sog. Elektronengas verschieben

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20
Q

Metallbindung: Wärmeleitfähigkeit

A

Freie Elektronen übertragen gut Wärmeschwingungen der Kationen

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21
Q

Metallbindung: Hoher Schmelzpunkt

A

Fester Zusammenhalt des Metallgitters

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22
Q

Metallbindung: Metallischer Glanz, Lichtundurchlässigkeit

A

Reflexion und Absorption des Lichts in Wechselwirkung mit den beweglichen Elektronen

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23
Q

Metallbindung: Hohe Dichte fast aller Metalle. Warum?

A

Große Atommasse und dichte Packung gleichgroßer Metallkationen

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24
Q

Kristallgittertypen: Nenne drei…

A

Kubisch-Raumzentriert
Kubisch-flächenzentriert
hexagonal

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25
Q

Kristallgittertypen: Kubischraumzentriert KRZ
- Welche Metalle?
- Eigenschaften?

A

Eisen < 911 °C
Chrom, Vanadium
gut kaltumformbar

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26
Q

Kristallgittertypen: KFZ
- Welche Metalle?
- Eigenschaften?

A

Eisen > 911 °C
Kupfer, Silber, Aluminium
sehr gut kaltumformbar

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27
Q

Kristallgittertypen: hexagonal
- Welche Metalle?
- Eigenschaften?

A

Magnesium, Zink, Titan
schlecht kaltumformbar
hohe Biegefestigkeit aber auch spröde

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28
Q

Vom Eisenerz zum Halbzeug: Roheisengewinnung. Schildere den Prozess

A

Koks + Eisenerz + Zuschläge von oben in den Hochofen;

unten wird Luft eingeblasen. Oben entweicht Gichtgas.

Im Ofen befinden sich mehrere, heißer werdende Zonen, in denen chemische Prozesse stattfinden.

Durch den Abstich werden im untersten Teil des Hochofens das Roheisen (FeC) und die Schlacke hinausgeleitet.

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29
Q

Vom Eisenerz zum Halbzeug: Stahlherstellung. Was passiert?

A

In einen mit Roheisen gefüllten Konverter wird Sauerstoff geblasen.

Oben entweicht Kohlenstoffmonoxid und Schlacke trennt sich von der Schmelze.

Bei einer Temperatur von 2000°C verbrennt der Kohlenstoff.

Das Ergebnis ist Stahl, der entweder als Stahlguss oder Baustahl weiterverarbeitet wird.

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30
Q

Vom Eisenerz zum Halbzeug: Wie viel % Kohlenstoff enthält Roheisen (FeC) nach dem Hochofen und Stahl nach dem Konverter? Gibt es weitere Beispiele?

A

Roheisen FeC ca. 5%
(Gusseisen 2,5% - 4,5%)
Stahl 0,17% - 2%
(Werkzeugstahl 0,5% - 2 %)

Zwischen 2-2,4 % nicht verwendbar.

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31
Q

Vom Eisenerz zum Halbzeug: Vom Baustahl zum Edelstahl

A

Vakuumentgasung
Umschmelzen im Elektroofen
Beruhigen
=> Edelstahl

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32
Q

Vom Eisenerz zum Halbzeug: Halbzeugherstellung - durch walzen

A

Bleche, Rohre, Profile, Draht

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33
Q

Vom Eisenerz zum Halbzeug: Halbzeugherstellung - durch ziehen

A

Draht

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34
Q

Vom Eisenerz zum Halbzeug: Halbzeugherstellung - durch Strangpressen. Welche Form wir das Material gebracht?

A

Rohre

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35
Q

Vom Eisenerz zum Halbzeug: Halbzeugherstellung - durch schmieden; wie wird dieses Verfahren noch genannt?

A

Gesenkschmieden

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36
Q

Je höher der Kohlenstoffgehalt, umso…

A

…hart, aber auch spröder wird das Eisen. Es lässt sich gut schmelzen (durch hohen Kohlenstoffgehalt, der dann aber entweicht bevor es zu Stahl wird)

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37
Q

Je niedriger der Kohlenstoffgehalt, umso…

A

…weniger hart, elastischer, schmiedbarer, schweisbarer wird der Stahl. Es lässt sich nicht gut schmelzen (fehlender Kohlenstoff)

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38
Q

Nenne zwei wichtige Eisenerze

A

1) Hämatit (Roheisenstein) Fe2 O3
2) Magnetit (Magneteisenstein) Fe3 O4

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39
Q

Was ist Koks

A

Stark konzentrierter Kohlenstoff

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40
Q

Für was wird Schlacke verwendet?

A

Hochofenzement, Pflastersteine, Betonzuschläge

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41
Q

Ablauf der Eisengewinnung in Überbegriffen:

A

Erze
Aufbereitung
Verhüttung

Reduktionsmittel
Reduktion

Aufkohlung
Roheisen
Stahlerzeugung

42
Q

Bearbeiten der Gussplatte: In 5 Punkten

A

1) Lagerung

2) Flexen und Sandstahlen

3) Bohren

4) Oberfläche; roh lackieren oder vorher sandeln schleifen etc

5) Dübeln und Stiften (eingegossen oder einschlagen/kröpfen)

43
Q

Wie viel Kohlenstoff hat Werkzeugstahl

A

0,5 - 2,06%

44
Q

Aufpassen und Dübeln der Platte. Auf welche Punkte sind besonders zu achten?

A
  • Ringsum (Stimmstock!) gleichmäßig aufpassen
  • Plattenstützschrauben anpassen (3x Mitte)
  • Anstandsstab und Stimmstock sauber anpassen
45
Q

Warum werden Platten ausgedübelt?

A
  • Längere Fassung des Wirbels, Bohrung wird geschont
  • Die Einspannung Saite ist exakter
46
Q

Gusseisen gibt es in verschiedenen Formen. Benenne diese mit den entsprechenden Kürzeln.

A

Gusseisen mit Lamellengraphit (EN-GJL)
Gusseisen mit Kugelgraphit (EN-GJS)
Temperguss (völlig entkohlt)
Stahlguss (komplizierte Formen werden gegossen)

47
Q

Bohren des Stimmstocks: Wie ist’s richtig?

A
  • Bohrdurchmesser 0,5-1mm <Wirbel
    –> fester Sitz, kein Knacken, Gleichmäßigkeit, flüssig zu stimmen
  • Bohrwinkel zur Stimmstockoberfläche ≈ 80° - 83°
48
Q

Drehmoment berechnen. Wie?

A

M = F x l

Bsp. M=20N x 1 m = 20 Nm
= 2000 Ncm

49
Q

Angestrebte Drehmomentwerte eines Stimmnagels:

A

Frisch Eingeschlagen 2000 Ncm
Fertig gestimmt 1000 Ncm

50
Q

Welche Art von Gusseisen wird für eine Gussplatte verwendet….?

A

Gusseisen mit Lamellengraphit
ENGJL

51
Q

Wie hoch ist das Schwindmaß einer Gussplatte?

A

≈ 1%

52
Q

Gießverfahren der Gussplatte im Vakuum-Guss. Schildere grob den Ablauf.

A

-Urmodell aus Holz oÄ (Achtung Schwindverhalten)

-Gussform wird mit Sand und Kunststofffolie ausgekleidet

-Durch Eingüsse unter Vakuum mit Gusseisen ausgefüllt (Steiger für überflüssiges Material)

-Aufheben d. Vakuums; Abguss fällt raus

53
Q

Nenne drei Eigenschaften zur Schmelze des Gusseisens.

A
  • Schmelztemperatur: 1250-1150 °C
  • Hoher C-Gehalt (3-4%)
  • Schmelze –> Hohes Formfüllungsvermögen durch Zugabe von Phosphor (Gefahr von Lunkern!)
54
Q

Welche Art von Gusseisen wird für eine Gussplatte verwendet….?

A

Gusseisen mit Lamellengraphit

55
Q

Wie hoch ist das Schwindmaß einer Gussplatte?

A

≈ 1%

55
Q

Gießverfahren der Gussplatte im Vakuum-Guss. Schildere grob den Ablauf.

A

-Urmodell aus Holz oÄ (Achtung Schwindverhalten)

-Gussform wird mit Sand und Kunststofffolie ausgekleidet

-Durch Eingüsse unter Vakuum mit Gusseisen ausgefüllt (Steiger für überflüssiges Material)

-Aufheben d. Vakuums; Abguss fällt raus

56
Q

Nenne drei Eigenschaften zur Schmelze des Gusseisens.

A
  • Schmelztemperatur: 1250-1150 °C
  • Hoher C-Gehalt (3-4%)
  • Schmelze –> Hohes Formfüllungsvermögen durch Zugabe von Phosphor (Gefahr von Lunkern!)
57
Q

Welche Art von Gusseisen wird für eine Gussplatte verwendet….?

A

Gusseisen mit Lamellengraphit

58
Q

Wie hoch ist das Schwindmaß einer Gussplatte?

A

≈ 1%

59
Q

Gießverfahren der Gussplatte im Vakuum-Guss. Schildere grob den Ablauf.

A

-Urmodell aus Holz oÄ (Achtung Schwindverhalten)

-Gussform wird mit Sand und Kunststofffolie ausgekleidet

-Durch Eingüsse unter Vakuum mit Gusseisen ausgefüllt (Steiger für überflüssiges Material)

-Aufheben d. Vakuums; Abguss fällt raus

59
Q

Nenne drei Eigenschaften zur Schmelze des Gusseisens.

A
  • Schmelztemperatur: 1250-1150 °C
  • Hoher C-Gehalt (3-4%)
  • Schmelze –> Hohes Formfüllungsvermögen durch Zugabe von Phosphor (Gefahr von Lunkern!)
60
Q

Ist die Gussplatte korrosionsbeständig?

A

Beim abkühlen bildet sich eine Grafitschicht, die zwar korrosionsbeständig ist, aber auch schnell abgetragen wird. Die Platte ist somit nur bedingt Korrosionsbeständig und wird daher Lackiert

61
Q

Eigenschaften von Gusseisen mit Lamellengraphit:

A

3-5-fache Druckfestigkeit in Bezug auf die Zugfestigkeit

Neigung zu verformungslosen Sprödbrüchen

62
Q

Nenne drei gebräuchliche Gewindearten

A

1) Metrische Gewinde (Int. Standart ISO für sämtliche technischen Gewinde)

2) Whitworth Gewinde (Zollgewinde aus angelsächsischem Raum, zB Wasserleitungen)

3) Edison Gewinde (für Lampensockel)

63
Q

Metrische Gewinde: Welche drei Werte definieren ein Gewinde

A

Kerndurchmesser, Außendurchmesser, Steigung

64
Q

Metrische Gewinde: Wie definiere ich einen Kernlochbohrer?

A

= Außendurchmesser - Steigung

65
Q

Metrische Gewinde: Wie definiere ich einen Kerndurchmesser?

A

Kleinster Gewindedurchmesser

66
Q

Metrische Gewinde: Wie definiere ich einen Nenndurchmesser? (M6)

A

Größter Gewindedurchmesser z.B. M16; Außendurchmesser 16mm

67
Q

Metrische Gewinde: Wie definiere ich eine Steigung?

A

Ganghöhe in mm

68
Q

Metrische Gewinde: Mit welcher Formel lässt sich ein Steigungswinkel herleiten?

A

tan = P / (d x π)
a

P = von einem Tal des Bolzens ins nächste
dxπ = Umfang

69
Q

Metrische Gewinde: Beispiel M8. Wie bestimme ich Außendurchmesser, Steigung und Kernlochbohrer?

A

Außendurchmesser DM (mm) 8,0 - Steigung (mm) 1,25 = Kernlochbohrer 6,75mm

70
Q

Nenne zwei Methoden, wie sich Saiten aufziehen lassen (Handbezug)

A

1) Alle Wirbel einschlagen, dann bespannen
2) Den bespannten Wirbel einschlagen

71
Q

Hierauf ist beim Beziehen besonders zu achten: (8)

A

3 Saitenringe
Anhänge/Ringe festschlagen & dichten
Vorderlängen eine Ebene
Druckstab (Piano) einstellen
Sofort auf Tonhöhe ziehen
Steg und Anhänge klopfen
Basssaiten drehen
Chorabstand und Teilung kontrollieren

72
Q

Was ist ein Saitenreiter?

A

Saiten verlaufen am Nachbarwirbel oder an der Druckstabschraube

73
Q

Erläutern sie das Zwicken

A

Schnelles Verstimmen der Saiten auf Tonhöhe ohne Mechanik
- Plektrum aus Holz oder Kunststoff
- erste Reinstimmung nach 3x Zwicken

74
Q

Welche Art von Kerndrähten gibt es?

A

“rund”
“sechskantig”

75
Q

Worauf ist bei den eckigen Kerndrähten zu achten?

A

eckig:
- Umspinnungsenden müssen nicht geklopft werden
- Sechskantdraht eine Nummer kleiner = Querschnitt gleich
- Sechskantdraht eine halbe Nummer kleiner = Zugfestigkeit ähnlich

76
Q

Worauf ist bei den runden Kerndrähten zu achten?

A

Enden klopfen!

77
Q

Wichtige Punkte bei Spinnvorgang (6)

A
  • gleichmäßig aufbringen
  • gleichmäßige Spannung im Spinndraht
  • Umspinnungsenden dicht und fest aufspannen
  • Winkel <90° zum Kerndraht
  • Dehnung Spinndraht ca. 6%
  • “Nackte Enden” max 20mm
78
Q

Wenn die Basssaiten dicker werden verwendet man Ober und Unter……..

A

Obergespinnst und Untergespinnst

79
Q

Nach welchen Regeln werden die Ober- und Untergespinnster hergestellt?

A

Sie verlaufen gegenläufig und do ist doppelt so dick wie du => du/do=1:2

80
Q

Wie berechne ich den Durchmesser einer Basssaite?

A

dges = dKern + 2 (du + do)

(do = 2 x du)

81
Q

Was bezeichnet eine Mensur?

A
  • Seitenlänge
  • Anschlaglänge
  • Seitendurchmesser
  • Material
82
Q

Wie hoch ist die Saitenauslastung?
- c5
- tiefste Saite Blankbezug d
- erste Basssaite cis

A

c5 = 78%

tiefste Saite Blankbezug = 40 %

erste Basssaite cis = 70%

83
Q

Der Elastizitätsmodul E. Definiere

A

Maß für das Dehnungsverhalten eines Werkstoffs unter einer bestimmten Spannung

84
Q

E-Modul: Grundsätzlich gilt; im elastischen Bereich sind Spannung und Dehnung…..

A

proportional.

=> bei doppelter Kraft -> doppelte Verformung

85
Q

E-Modul Formel:

A

E= sigmaZ / epsilon N/mm2

86
Q

Was wird mit Hilfe eines Spannungs-Dehnungsdiagramm ermittelt? Wie nennt man den Versuch?

A

Im Zugversuch wird maximale Festigkeit eines Werkstoffs ermittelt.

87
Q

Es gibt zwei Bereiche in einem Spannungs-Dehnungsdiagramm. Benenne ebenfalls deren Merkmale.

A

Elastischer Bereich; Spannung und Dehnung sind proportional

Plastischer Bereich; Bleibende Verformung

88
Q

Zwischen den beiden Bereichen im Spannungs-Dehnungsdiagramm befindet sich was?

A

Streckgrenze/Proportionalitätsgrenze (Re)

89
Q

Im Plastischen Bereich des Spannungs-Dehnungsdiagramms gibt es zwei weitere Ermittlungswerte. Benenne diese inkl. Kürzel

A

Zugfestigkeit (Rm)
Bruchdehnung (A)

90
Q

Fertigkeitsklassen von Schrauben: Was sagen die Abgebildeten Zahlen 8.8 aus.

A

Zugfestigkeit Rm . Streckgrenze Rp
1. Zahl *100N/mm2
8 * 100 N/mm2

  1. Zahl * 2. Zahl * 10 N/mm2
    8 * 8 * 10 N/mm2
    640 N/mm2
91
Q

Zugfestigkeit und Streckgrenzangabe auf einer Schraube zeigt folgendes an….

A

Die Zahl nach dem Punkt steht für die Streckgrenze bzw. Dehngrenze, eines Materials. Diese gibt den maximalen Spannungswert an, welchen die Schraube aushält.
Die Zugfestigkeit bestimmt die Spannung, die ein Material maximal aufnehmen kann. Das Material muss also sowohl reißfest, als auch elastisch sein, das heißt nach einer Dehnung wieder in die Ausgangslage zurück gehen.

92
Q

Nach der Zusammensetzung wird zwischen verschiedenen Stählen unterschieden. Benenne diese. (3)

A

Unlegierte Stähle
Legierte Stähle
Hochlegierte Stähle

93
Q

Eigenschaften von Unlegiertem Stahl (6)

A

Kohlenstoffstähle (Eisen & Kohlenstoff)

zB Maschinenteile

Für Werkzeug muss er härtbar sein (C-Gehalt muss zwischen 0,5% &1,5% liegen)

800°C erhitzen, schlagartig in Öl abschrecken

Zum Spannungsabbau erneut auf 300°C erwärmen

(Über 400° geht Härte wieder verloren)

94
Q

Worauf ist beim Metallschliff von Unlegiertem Stahl zu achten?

A

Ausglühen durch übermäßiges Erwärmen vermeiden (Kein Blau-Anlaufen)

95
Q

In welchem Bauteil wird unlegierter Stahl im Klavier verwendet?

A

Stimmwirbel (weich und passen sich Stimmstock gut an) ≈0,2% C

96
Q

Eigenschaften von legiertem Stahl (6)

A

Enthalten außer Eisen und Kohlenstoff bis zu 5% Legierungbestandteile (Chrom, Wolfram, Vanadium, Molybdän). Somit verändern sich die Eigenschaften hinsichtlich Festigkeit, Duktilität, Elastizität, Korrosionsbeständigkeit. Für legierte Werkzeuge (Sägen)

97
Q

Was passiert wenn Legierungsmetalle abgekühlt werden?

A

Aus einer Schmelze können sich Metalle unterschiedlich mischen.

Michkristalle
Legierungselemente bilden ein gemeinsames Kristallgitter

Kristallgemische
Jedes Legierungselement bildet sein eigenes Kristallgitter

98
Q

Eigenschaften von hochlegiertem Stahl

A

5-30% Legierungsbestandteile
=sehr hart und spröde
Für: schnell schneidende Werkzeuge wie Fräse

BT (6 decks)

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