Prüfungsfragen Werkstoffkunde 1

Question 1

In welche Gruppen werden Werkstoffe grob unterteilt?

Answer 1

Metalle; Nichtmetalle; Verbundstoffe

Question 2

Welche elektrische Ladung besitzen Elektronen?

Answer 2

Negativ

Question 3

Welche elektrische Ladung besitzen Protonen?

Answer 3

Positiv

Question 4

Welche elektrische Ladung besitzen Neutronen?

Answer 4

Neutral

Question 5

Wie viele Hauptgruppen hat das Periodensystem?

Answer 5

Acht

Question 6

Was sagt die Ordnungszahl aus?

Answer 6

Gibt die Anzahl der Protonen im Atomkern an

Question 7

Was ist der Unterschied zwischen Metallbindungen und Ionenpaarbindungen?

Answer 7

Metallbindung = Metall+Metall; Ionenbindung = Metall+Nichtmetall

Question 8

Welche Gittertypen bei Metallen gibt es?

Answer 8

Kubisch-flächenzentriert; Kubisch-raumzentriert; Hexagonal

Question 9

Welcher Gittertyp ist am besten Umformbar?

Answer 9

Kubisch-flächenzentriert

Question 10

Was bezeichnet man in der Metallkunde als “Körner”?

Answer 10

Im Metallgefüge enthaltene Kristalle welche unter dem Mikroskop sichtbar sind

Question 11

Was wird als Substitutionsmischkristall (Austauschmischkristall) bezeichnet?

Answer 11

Als Austauschmischkristall wird ein Mischkristall bezeichnet, bei dem mindestens zwei Stoffe einen gemeinsamen Kristall bilden. Die Atome sitzen jeweils auf regulären Gitterplätzen.

Question 12

Bis zu welchem maximalen Kohlenstoffgehalt wird ein Eisen als Stahl bezeichnet?

Answer 12

Eisen mit Kohlenstoffgehalten bis 2,06% C wird als Stahl bezeichnet.

Question 13

In welches Raumgitter wandelt sich Stahl unter 723°C um?

Answer 13

Das Gefüge von Stahl wandelt sich vom kubischflächenzentrierten kfz Gitter in ein kubischraumzentriertes krz Gitter um.

Question 14

Was wird als Delta Ferrit bezeichnet?

Answer 14

Als Delta Ferrit wird ein kubischraumzentriertes krz Gitter bezeichnet, was 0,1% Kohlenstoff besitzt und nur zwischen 1392°C und 1536°C vorliegt.

Question 15

Was wird als Ferrit bezeichnet?

Answer 15

Als Ferrit wird ein Gefüge bezeichnet was unter 723°C als kubischraumzentriertes krz Gitter vorliegt und magnetisch ist.

Question 16

Was wird als eutektoider Stahl bezeichnet?

Answer 16

Ein Stahl mit exakt 0,8% C bildet sich ein besonderes Gefüge welches perlmutartig ausgeführt ist. Alle Ferritkörner sind mit Streifenzementit durchzogen. Dieses Gefüge bezeichnet man als Perlit. Ein solcher Stahl wird auch als eutektoider Stahl bezeichnet.

Question 17

Was wird als Korngrenzenzementit bezeichnet?

Answer 17

Stähle mit über 0,8% C enthalten soviel Kohlenstoff, dass sich bei der Erstarrung zusätzlich zum Streifenzementit (welcher sich perlmutartig im Perlitkorn befindet) noch Zementit (Eisencarbid) an den Korngrenzen ablagert.

Question 18

Welche Linie in einem Phasendiagramm einer Legierung, wird als Soliduslinie bezeichnet?

Answer 18

Als Soliduslinie wird diejenige Grenze in einem Phasendiagramm bezeichnet, die den Bereich nur fester Phasen von dem Bereich fest-flüssiger Phase oder der flüssigen Phase (Schmelze) trennt.

Question 19

Wo liegt im Eisen – Kohlenstoff – Diagramm der Schmelzbereich eines Stahles mit unter 0,1% C Kohlenstoff?

Answer 19

Über 1536° C

Question 20

Was ist der Unterschied zwischen Ferrit und Austenit beim Kohlenstoff - Stahl ?

Answer 20

Ferrit ist magnetisch, krz und liegt unter 723°C vor. Austenit ist unmagnetisch, kfz und liegt über 723° C vor.

Question 21

Welche Erzeugnisse zur Stahlherstellung produziert man in einem Hochofen?

Answer 21

In einem Hochofen wird weißes Roheisen zur Stahlherstellung sowie zur Tempergussherstellung produziert, sowie auch graues Roheisen zur Erzeugung von Gusseisen.

Question 22

Was ist der schematische Aufbau des Hochofens (von oben nach unten)?

Answer 22

Gicht, Schacht,Kohlensack,Rast,Gestell.

Question 23

In welcher Zone des Hochofens findet die „direkte“ Reduktion statt?

Answer 23

Das Eisenoxid wird durch die direkte Berührung mit glühendem Koks reduziert. Dieses findet bei höheren Temperaturen im Bereich der Rast im Hochofen statt.

Question 24

Welche alternativen Verfahren zum Hochofen gibt es noch zur Roheisenherstellung?

Answer 24

Das Elektrostahlverfahren, sowie Direktreduktionsverfahren.

Question 25

Was ist der wesentliche Unterschied bei den Direktreduktionsverfahren zu anderen Verfahren zur Roheisenherstellung?

Answer 25

Beim Direktreduktionsverfahren wird mit Temperaturen bis max. 1000°C gearbeitet. Die Eisenerze werden somit nicht aufgeschmolzen sondern es wird den Erzen Sauerstoff entzogen und es entsteht als Endprodukt Eisenschwamm.

Question 26

Roheisen ist spröde, nicht schmiedbar und nicht schweißbar. Was ist die Hauptursache?

Answer 26

Die Hauptursache ist der noch hohe Kohlenstoffgehalt sowie die Verunreinigung durch die Eisenbegleiter Mangan, Silicium, Phosphor und Schwefel.

Question 27

Was wird bei der Stahlerzeugung als LD - Verfahren bezeichnet?

Answer 27

Beim LD – Verfahren wird durch eine gekühlte Lanze direkt Sauerstoff auf das Schmelzbad eines Konverters eingeblasen. Somit werden unerwünschte Begleitelemente in der Schlacke gebunden, die später abgestochen wird.

Question 28

Welche Komponenten sind für den Betrieb eines Hochofens nötig ?

Answer 28

Dazu werden die Rohstoffe Eisenerz, Koks und Zuschläge benötigt. Des weiteren benötigt man auch noch Luft, die als Heißwind zugeführt wird.

Question 29

Was wird bei dem Roheisen Erzeugnis „weißes Roheisen“ als Stahlguss bezeichnet?

Answer 29

Stahlguss ist in der Gruppe des weißen Roheisens der Bereich, der mit unter 0,5% C als Ausgangsroheisen für die Erzeugung von Gussteilen aus Stahl genutzt wird.

Question 30

Was wird beim Blockgießen als beruhigter Stahl bezeichnet?

Answer 30

Ein beruhigt vergossener Stahlblock hat durch Zugabe von Desoxydationsmitteln oder einer Vakuumbehandlung eine annähernd gleiche Zusammensetzung und ist nahezu ohne Blasen und Seigerungen erstarrt.

Question 31

Was wird bei der Roheisennachbehandlung als „Pfannenmetallurgie“ bezeichnet?

Answer 31

Dem flüssigem Eisen, welches sich in einer Pfanne befindet, wird mittels einer Vakuumbehandlung gelöste Gase entzogen.

Question 32

Was wird in Formstählen als Seigerungen bezeichnet?

Answer 32

Seigerungen sind Anreicherungen von Schwefel, Phosphor und Kohlenstoff ggf. auch Blasen und Schlackeneinschlüsse.

Question 33

Warum wird das Roheisen überhaupt einer Sekundärbehandlung unterzogen?

Answer 33

Der Grund ist die weitere Entfernung von Sauerstoff aus der Metallschmelze sowie die Vermeidung von Gasblasen und groben, nichtmetallischen Oxiden.

Question 34

Warum wird in einem aktuellem Projekt an einem Hochofen in Duisburg Wasserstoff eingeblasen?

Answer 34

Das Einblasen von Wasserstoff an dem Hochofen Nummer 9 der Thyssen Krupp AG ist ein Pilotprojekt, welches das Einblasen von Kohlenstaub ersetzen soll, ist eine Maßnahme um CO² Gas einzusparen. Der Wasserstoff wird dort zur indirekten Reduktion des Eisens eingesetzt.

Question 35

Was ist der entscheidende Unterschied zwischen Direktreduktion und Schmelzreduktion?

Answer 35

Bei der Direktreduktion entsteht als Endprodukt Eisenschwamm. Bei der Schmelzreduktion, welches ein zweistufiges Verfahren ist, entsteht als Endprodukt flüssiges Roheisen.

Question 36

Lässt sich Wasserstoff, der für die Stahlherstellung benutzt werden kann, durch Elektrolyse gewinnen?

Answer 36

Wasserstoff wird durch Elektrolyse erzeugt, indem Wasser (H²O) unter Strom gesetzt wird. Hierbei trennt sich dann Wasserstoff (H²) und Sauerstoff (O²).