Übung 3 WK2 - Fragen aus der Klausur PDF

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Fragen aus der Klausur...

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Übung 3 - Werkstoffkunde 2 Frage 1: In welche Gruppen lassen sich graue Gusseisen unterteilen? Was versteht man unter GJL und GJS? Worin besteht der Unterschied? Nennen Sie typische Anwendungsfälle aus dem Automobilbereich. Man unterscheidet Graue Gusseisen in Gusseisen mit Lamellengraphit (GJL) und Gusseisen mit Kugelgraphit (GJS). Der Unterschied liegt darin das der Graphit beim GJL in Lamellenform erscheint und beim GJS in Kugelform. GJL  Zylinderkurbelgehäuse, Schwungscheiben GJS  Kurbelwellen, Nockenwellen Frage 2: Warum haben Graugusswerkstoffe gute Dämpfungseigenschaften? Die Dämpfung kommt vom Graphit da dieser sehr weich im vergleich zu Zementit ist. Umso gleichmäßiger der Graphit im Werkstoff verteilt ist, umso besser ist die Dämpfung Frage 3: Was bedeutet EN GJS-400-15.

Frage 4: Warum weisen Gusseisen mit Kugelgraphit höhere Zugfestigkeitskennwerte als Gusseisen mit Lamellengraphit auf. Welche dieser beiden Werkstoffgruppen hat höhere Wärmeleitfähigkeitswete? Die höhere Zugfestigkeit hat der GJS dadurch, dass er weiniger Spannungsüberhöhungen hat als der GJL. Andererseits hat der GJL die bessere Wärmeleitfähigkeit im Vergleich zu GJS, da der Graphit in Lamellenform vorliegt.

Frage 5: Beschreiben Sie die Wärmebehandlung von bainitischem

GJS. Was ergeben sich für Werkstoffeigenschaften? Nennen Sie ein Einsatzgebiet. 1.Austenitisierung 2.Abkühlung 3.Isothermes Halten bei 250-400°C Man erhält folgende Eigenschaften: Ferritisch, Bainitische Metallmatrix Hohe Festigkeit und hohe Zähigkeit Die Dauerfestigkeit steigt Man verwendet dieses Gusseisen für z.B. Zahnräder Frage 6: Was versteht man unter Vermiculargraphit? Wie sind diese Werkstoffe bei grauen Gusseisen einzuordnen? Nennen Sie ein Anwendungsgebiet. Gusseisen mit Vermiculargraphit ist ein Kompromiss zwischen GJL und GJS man erhält es durch die Zugabe von Magnesium und Titan. Die Ausscheidungen haben eine höhere Festigkeit/ Zähigkeit als GJL und bessere Dämpfung/ Wärmeleitung als GJS. Dieses Gusseisen verwendet man für z.B. Abgaskrümmer und Zylinderköpfe in Großdieselmotoren Leichtmetalle, Schwermetalle Frage 7: Nennen Sie die drei technisch relevanten Leichmetalle. Aluminium, Magnesium und Titan Frage 8: Nennen Sie den Schmelzpunkt, die Dichte und die Gitterstruktur von Aluminium. Schmelzpunkt: 660°C Dichte: 2,7 [g/cm-3] Gitterstruktur: kfz Frage 9 : Skizzieren sie den Einfluss des Fremdatomgehaltes auf die Leitfähigkeit von metallischen Werkstoffen. Auf welchem Effekt beruht die Veränderung? Durch bildung von Mischkristallen (Substitution)z.B. bei Aluminium werden die freien Elektronen beim wandern behindert und somit auch die Elektrische Leitfähigkeit gesenkt.

Frage 10: Worauf beruht die hervorragende Korrosionsbeständigkeit Von Aluminium-Legierungen?

Aluminium bildet in Verbindung mit Sauerstoff eine dünne Passivierungsschicht die ca. 0,05 µm dick ist und somit das Aluminium vor weiterer Korrosion schützt. Frage 11: Wie lassen sich Aluminium- Legierungen grundsätzlich Unterscheiden? Nennen Sie je 2 Legierungssysteme. Man unterscheidet in aushärtbare- und nicht aushärtbare ALLegierungen. Zu den aushärtbaren Legierungen gehören z.B. Legierungen vom Typ AL Mg Si oder vom Typ AL Cu diese Legierungen erreichen ihre Härte durch Ausscheidungshärten. Die nicht aushärtbaren Legierungen gehören z.B. Legierungen vom Typ Al Mg und Al Mn diese erreichen ihre härte durch Mischkristallverfestigung. Frage 12: Nennen Sie die notwendigen Wärmebehandlungsschritte Zum Ausscheidungshärten von AL- Legierungen. Welche Voraussetzung muss von Seiten des Phasendiagramms erfüllt sein? Was wird durch das schnelle Abschrecken erreicht? Voraussetzungen: Das Basismetall und mindestens eine Legierungskomponente dürfen im festen Zustand nur eine begrenzte Löslichkeit haben und die Löslichkeit muss mit fallender Temperatur abnehmen. Der Ausscheidungsvorgang muss unterkühlbar sein(grobe Teilchen). Schritte Lösungsglühen (Grobkorn auflösen) Abschrecken (Mischkristall bilden) Auslagern (Mischkristall ausscheiden)

Frage 13: Zeichen Sie den Verlauf der Härte über der Auslagerungszeit bei RT und bei 150°C! Wie werden diese beiden Auslagerungen (bezogen auf die Temperatur) bezeichnet?

Frage 14: Welche Arten von Ausscheidungen treten in AlCu – Legierungen auf. Welche Art von Ausscheidungen tritt im Härtemaximum auf? Welche Größe haben die Auscheidungsprodukte im Härtemaximum? Was bedeutet Überalterung? Wie ändert sich die Festigkeit dadurch? Es treten folgende Ausscheidungen auf: -GP1 ist die zu GP (Dicke ca. 8nm) -GP/θ`` bildet kohärente Ausscheidungen (Dicke ca. 2nm, L= 30nm ) -θ` bildet teilkohärente Ausscheidungen ( ca. 20nm, L= 100nm ) -θ bildet inkohärente Ausscheidungen (Gleichgewichtsphase) Im Härtemaximum entsteht die GP- Zone. Überalterung ist das Gebiet hinter dem Härtemaximum, danach nimmt die Festigkeit wieder ab. Frage 15: Nennen Sie Anwendungsgebiete von AluminiumLegierungen im Automobilbau und die entsprechenden Legierungen. Türkomponenten aus AlMg3 Mulde vom Muldenkipper aus AlMg4,5Mn Strangpressprofile aus AlMgSi 0,5 Zylinderkopf aus AlSi7MgCu0,5 Zwölfzylinder aus AlSi9Cu3 Frage 16: Nennen Sie den Schmelzpunkt und die Dichte von Magnesium. Schmelzpunkt: 649°C Dichte[g/cm3]: 1,74 Frage 17: Nennen Sie typische Magnesium- Gusslegierungen und eine Legierung die für Schmiedeteile eingesetzt wird. Nennen Sie Anwendungsgebiete von Mg- Legierungen im Automobilbau. G-MgAl9Zn1 für Gussteile. MgAl6Zn für Bleche und Schmiedeteile. Aus Mg-Legierungen werden im Automobilbau Ölwannen, Lenksäulenhalter, Verteilergetriebe, Nockewellengehäuse, Nockenmitnehmer, Ventildeckel usw. hergestellt. Frage 18: Nennen Sie den Schmelzpunkt, die Dichte und den E-Modul von Titan. Schmelzpunkt: 1670°C

Dichte: E-Modul:

4.5 110 000

Frage 19: In welchen Gittermodifikationen kommt Titan in technischen Legierungen vor? Nennen Sie je eine typische Legierung. TiF35 TiF55 TiF60 Frage 20: Beschreiben Sie die Wärmebehandlung von (α+β) TiLegierungen.

Frage 21: Nennen Sie Anwendungsgebiete von Ti- Legierungen. Gehäuse, Beschläge, Böcke, Lagerringe, Uhren, Laufräder, Flugzeuge und Automobile. Frage 22: Nennen Sie die Dichte, den Schmelzpunkt und den E-Modul von Kupfer. Dichte: 8,9 Schmelzpunkt: 1083 E-Modul: 125000 Frage 23: Nennen Sie 2 herausragende Eigenschaften von Kupfer und seinen Legierungen und je ein Anwendungsbeispiel. Kupfer ist ein besonders guter Wärme und Stromleiter. Frage 24: Was ist Messing? Nennen Sie 2 Anwendungsbeispiele. Messing ist eine Kupfer- Zink Legierung es wird benutzt z.B. Für Instrumente und Hülsen aus CuZn28 oder für Automatenbearbeitung aus CuZn36Pb3. Frage 25: Welches ist das Hauptlegierungselement in Bronzelegierungen. Welchen Einfluss hat die Kaltumformung auf die mechanischen Eigenschaften? Bronze ist eine Kupfer- Zinn Legierung, bei Kaltumformung nimmt die

Härte (HB), die Zugfestigkeit (Rm) und die Streckgrenze (Rp0,2) zu. Die Bruchdehnung nimmt dafür ab.

Frage 26: In Welchen Temperaturbereichen werden Ni- Legierungen verwendet . Nennen Sie 2 typische Nickellegierungen und je ein Anwendungsbeispiel. Nickellegierungen werden bei Temperaturen von ca. 815-1250°C verwendet, z.B. NiCr80 20 für Heizleiter oder NiCr20Ti für Öfen Frage 27: Nennen Sie den Schmelzpunkt, die Dichte und den E-Modul von Blei. Dichte: 11,3 Schmelzpunkt: 327°C E-Modul: 17 500 Frage 28: Geben Die die chemische Zusammensetzung der folgenden Werkstoffe an: CuZn36Pn3; NiCr20TiAl; Cu-OF; Mg Al9 Zn1; TiAl6V4. CuZn36Pn3: 61% Kupfer + 36% Zinn + 3% Blei NiCr20TiAl: Nickel + 20% Chrom + Spuren von Titan und Aluminium Cu-OF: Sauerstofffreies Kupfer Mg Al9 Zn1: 90% Magnesium + 9% Aluminium + 1% Zinn TiAl6V4: 90% Titan + 6% Aluminium + 4% Vanadium...