Vorbereitung Flashcards
(58 cards)
Nennen Sie Beispiele für jeweils zwei Beispiele für metallische Werkstoffe und anorganisch nichtmetallische Werkstoffe!
Give two examples each of metallic materials and inorganic nonmetallic materials!p at
• METALLISCHE WERKTOFFE
◦ Eisenmetalle
▪ Grauguss, Baustahl
◦ Nicht-Eisenmetalle
▪ Leichtmetalle (Al), Edelmetalle (Gold, Platin)
• ANORGANISCH NICHTMETALLISCHE WERKSTOFFE
◦ Glas, Keramik, Halbleiter
- METALLIC MATERIALS
◦ Ferrous metals
▪ Gray cast iron, structural steel
◦ Non-ferrous metals
▪ Light metals (Al), precious metals (gold, platinum)
- INORGANIC NON - METALLIC MATERIALS
◦ Glass, ceramics, semiconductors
Durch welche charakteristischen Eigenschaften unterscheiden sich metallische Werkstoffe von anorganisch nichtmetallischen Werkstoffen? Wie werden diese Eigenschaften in der Praxis genutzt?
What are the characteristic properties that distinguish metallic materials from inorganic non-metallic materials? How are these properties used in practice?
- gute Wärmeleitfähigkeit
- gute elektrische Leitfähigkeit
- hohe Bruchsicherheit
- hohe Steifigkeit
- plastisch deformierbar
- (geringere Festigkeit bei hohen Temperaturen)
- good thermal conductivity
- good electrical conductivity
- high fracture resistance
- high stiffness
- plastically deformable
- (lower strength at high temperatures)
Nennen Sie zwei Ihnen bekannte Kristallstrukturen und jeweils ein Beispiel für ein Element, was in der jeweiligen Kristallstruktur vorliegt!
Name two crystal structures you are familiar with and one example of each element, which is present in the respective crystal structure!
- kubisch raumzentriert: α-Eisen(Ferrit), δ-Eisen(δ-Ferrit)
- kubisch flächenzentriert: γ-Eisen(Austenit), Kupfer, Nickel, Aluminium
- hexagonal dichteste Packung: Magnesium
- body-centered cubic: α-iron(ferrite), δ-iron(δ-ferrite)
- face-centered cubic: γ-iron(austenite), copper, nickel, aluminum
- hexagonal tightest packing: magnesium
Was verstehen Sie unter Allotropie und nennen Sie zwei Beispiele für allotrope Materialien!
What do you understand by allotropy and give two examples of allotropic materials!
• Allotropie :
gleiches Element kristallisiert bei unterschiedlicher T und Druck in unterschiedliche Gittertypen
• Beispiele: Kohlenstoff (Graphit, Graphen, Diamant), Eisen (α-Ferrit, Austenit, δ-Ferrit)
- Allotropy :
same element crystallizes at different T and pressure into different Lattice types - Examples: Carbon (graphite, graphene, diamond), iron (α-ferrite, austenite, δ-ferrite).
Wo wird die Allotropie in der Praxis ausgenutzt? Beschreiben Sie, wie sich dadurch Eigenschaften optimieren lassen?
Where is allotropy exploited in practice? Describe how properties can be optimized as a result?
• Kohlenstoff in Praxis vielseitig einsetzbar:
◦ Werkzeug (Diamant) → optimale Festigkeit
◦ Miene in Bleistift (Graphit)
- Carbon versatile in practice:
◦ tool (diamond) → optimum strength.
◦ lead in pencil (graphite)
Skizzieren Sie ein Gefügebild eines einphasigen Werkstoffs und beschriften Sie die wesentlichen Gefügebestandteile.
Sketch a microstructure diagram of a single-phase material and label the major microstructural constituents.
ZEICHNUNG
Welche Gefügebestandteile können zusätzlich in einem mehrphasigen Werkstoff vorkommen? Skizzieren Sie beispielhaft das Gefüge eines mehrphasigen Werkstoffs!
Which additional microstructural constituents can occur in a multiphase material? Sketch an example of the microstructure of a multiphase material!
- Duplexgefüge (Körner verschiedener Phasen)
- Ausscheidungen (an Korngrenzen, in Körnern)
- Lamellares Gefüge
- Duplex structure (grains of different phases)
- Precipitates (at grain boundaries, in grains)
- Lamellar structure
+ ZEICHNUNG
Mit welchen Methoden können Sie beispielsweise ein Gefüge sichtbar machen?
What methods can you use to make a structure visible, for example?
Gefüge sichtbar unter Lichtmikroskop mit vorherigem Polieren und Ätzen
Microstructure visible under light microscope with prior polishing and etching
Ein wichtiges Verfahren zur Werkstoffprüfung ist der Zugversuch.
- Skizzieren Sie für einen allgemeinen Baustahl den charakteristischen Spannungs Dehnungsverlauf.
- Beschriften Sie die Achsen und bezeichnen Sie alle Kennwerte, die Sie im Zugversuch ermitteln können.
- Kennzeichnen Sie den Übergang vom elastischen zum plastischen Bereich!
An important material testing method is the tensile test.
- Sketch the characteristic stress-strain curve for a general structural steel.
- Label the axes and indicate all the characteristic values that can be determined in the tensile test.
- mark the transition from the elastic to the plastic range!
ZEICHNUNG
Rm: max. Zugfestigkeit, ReH: obere Streckgrenze, ReL: untere Streckgrenze
Rm: max. tensile strength, ReH: upper yield strength, ReL: lower yield strength
Wie ermitteln Sie den E-Modul?
How do you determine the modulus of elasticity?
Anstieg der hook‘schen Geraden: Δσ/Δε
Slope of hook’s straight line: Δσ/Δε
Skizzieren Sie nun in einem separaten Diagramm den Spannungs-Dehnungsverlauf für eine Aluminium-Legierung. Kennzeichnen Sie in diesem Diagramm den Übergang zwischen elastischen und plastischen Verhalten der Al-Legierung.
Now sketch the stress-strain curve for an aluminum alloy in a separate diagram. In this diagram, mark the transition between elastic and plastic behavior of the Al alloy.
ZEICHNUNG
Skizzieren Sie nun in einem weiteren Diagramm die unterschiedlichen Spannungs-Dehnungsverläufe für einen Baustahl bei Raumtemperatur und bei erhöhten Temperaturen (z. B. 500°C).
Now sketch in another diagram the different stress-strain curves for a structural steel at room temperature and at elevated temperatures (e.g. 500°C).
ZEICHNUNG
Welche Verfahren der Härteprüfung sind Ihnen bekannt. Nennen Sie mindestens zwei!
Which hardness testing methods are you familiar with? Name at least two!
- Härteprüfung nach Rockwell (mit Kugel)
- Härteprüfung nach Vickers (Pyramide)
- Rockwell hardness test (with ball)
- Vickers hardness test (pyramid)
An einer Rohrleitung, die über Land führt, sollen die mechanischen Eigenschaften überprüft werden. Es ist nicht möglich, eine Zugprobe für den Zugversuch zu entnehmen. Daher soll ein mobiles Härteprüfgerät zum Einsatz kommen. Können Sie aus den ermittelten Härtewerten Festigkeiten ableiten? Was müssen Sie unbedingt beachten?
The mechanical properties are to be checked on a pipeline that runs over land. It is not possible to take a tensile specimen for the tensile test. Therefore, a mobile hardness tester is to be used. Can you derive strengths from the hardness values determined? What do you have to take into account?
- Unter Beachtung der DIN EN ISO 18265 kann Härte in Rm umgewertet werden!
- nicht alle Werkstoffe zur Umwertung geeignet (geeignet: Baustahl, niedrig leg. Stähle, Vergütungsstahl,…)
- Hardness can be converted to Rm in compliance with DIN EN ISO 18265!
- Not all materials are suitable for revaluation (suitable: Structural steel, low-alloy. steels, quenched and tempered steel,…)
Anhand des Kohlenstoffgehaltes kann zwischen Stahl und Gusseisen unterschieden werden. Bis zu welchem maximalen C-Gehalt spricht man von Stahl, ab wann spricht man von Gusseisen?
A distinction can be made between steel and cast iron on the basis of the carbon content. Up to what maximum C content do we speak of steel, and from what point do we speak of cast iron?
- Stahl bis 2% C
- ab 2%C Gusseisen
- Steel up to 2%C
- from 2%C cast iron
Wie heißt die intermetallische Phase, die im System Fe-C vorkommt? Welche Eigenschaften kennzeichnen intermetallische Phasen?
What is the name of the intermetallic phase occurring in the Fe-C system? What properties characterize intermetallic phases?
- Zementit (Fe3C)
- kennzeichnend ist komplizierter Gitteraufbau → hart, spröde
- Cementite (Fe3C)
- characterized by complicated lattice structure → hard, brittle
Es gibt im System Fe-C mehrere homogene Phasen. Zwei wichtige Phasen sind Austenit und Ferrit. Beschreiben Sie die wesentlichen Unterschiede zwischen Austenit und Ferrit?
There are several homogeneous phases in the Fe-C system. Two important phases are austenite and ferrite. Describe the main differences between austenite and ferrite?
- Ferrit bei T < 770°C, magnetisch, krz-Gitter
- Austenit bei 910°C < T < 1400°C, nicht magnetisch, kfz-Gitter
- Ferrite at T < 770°C, magnetic, krz lattice
- Austenite at 910°C < T < 1400°C, non-magnetic, kfz-lattice
Im eutektoiden Punkt des Eisen-Kohlenstoff-Diagramms stehen drei Phasen im
Gleichgewicht. Bei welchem C-Gehalt befindet sich der eutektoide Punkt und welche Phasen stehen im Gleichgewicht?
At the eutectoid point of the iron-carbon diagram, three phases are in equilibrium. At which C-content is the eutectoid point located and which phases are in equilibrium?
- C-Gehalt= 0.8% (Ma-%)
- Gleichgewichtsphasen: α+FeFe3C, α+Feγ, γ+FeFe3C → α, γ, Fe3C im Gleichgewicht
- C-content= 0.8% (Ma-%)
- Equilibrium phases: α+FeFe3C, α+Feγ, γ+FeFe3C → α, γ, Fe3C at equilibrium.
Im eutektoiden Punkt bildet sich ein für die Praxis bedeutsames eutektoides Gefüge aus. Wie heißt das? Zeichnen schematisch ein Gefügebild dieses eutektoiden Gefüges und beschriften Sie die Phasen!
In the eutectoid point, a eutectoid structure is formed which is significant for practice. What is it called? Draw a schematic diagram of this eutectoid structure and label the phases!
• Perlit (α+FeFe3C)
α
Fe3C
+ ZEICHNUNG
Was verstehen Sie unter einem untereutektoiden Stahl? Wie unterscheidet sich das Gefüge eines untereutektoiden Stahls von einem eutektoiden Stahl?
What do you understand by hypoeutectoid steel? How does the microstructure of a hypoeutectoid steel differ from that of a eutectoid steel?
• untereutektoider Stahl: Stahl mit C% < 0.8% → unterhalb von Peut
• Gefüge: Perlit (wie bei Peut), Korngrenzen angereichert mit α-Ferrit
→ Anreicherung beginnt und beendet vor Perlit-Bildung
- hypoeutectoid steel: steel with C% < 0.8% → below Peut.
- Microstructure: Pearlite (as in Peut), grain boundaries enriched with α-ferrite.
→ enrichment starts and ends before pearlite formation.
Was verstehen Sie unter einen übereutektoiden Stahl? Wie unterscheidet sich das Gefüge
eines untereutektoiden Stahls von einem eutektoiden Stahl?
• übereutektoider Stahl: Stahl mit C% > 0.8% → oberhalb von Peut
• Gefüge: Perlit (wie bei Peut), Korngrenzen angereichert mit Fe3C
→ Anreicherung beginnt und beendet vor Perlit-Bildung
Wie verändern sich die mechanischen Eigenschaften, z. B. Festigkeit und Zähigkeit, wenn Sie den C-Gehalt im Stahl erhöhen?
How do the mechanical properties, e.g. strength and toughness, change when you increase the C content in the steel?
• bei Erhöhung C% → Festigkeit steigt, Zähigkeit sinkt
- with increase C% → strength increases, toughness decreases
Im Gusseisen kann der Kohlenstoff (Graphit) in verschiedenen Modifikationen vorliegen. Welche können das sein?
In cast iron, the carbon (graphite) can be present in various modifications. Which ones can they be?
- Lamellen-Graphit
- Kugel-Graphit
- Vermicular-Graphit
- Lamellar graphite
- Spheroidal graphite
- Vermicular graphite
Was ist der Unterschied zwischen Grauguss und weißem Gusseisen?
What is the difference between gray cast iron and white cast iron?
- Grauguss: stabiles Gefüge (Graphit), graue Bruchfläche
- weißes Gusseisen: metastabiles Gefüge (Zementit), weiße Bruchfläche
- gray cast iron: stable microstructure (graphite), gray fracture surface
- white cast iron: metastable microstructure (cementite), white fracture surface
