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Wie sind Normalspannung und Schubspannung definiert?
Normalspannung ist senkrecht zur Querschnittsfläche und Schubspannung tangential dazu definiert.
In welchem Dehnungsbereich gild das HOOK'sche Gesetz? Wie lautet aus?
Im Bereich der elastischen Dehnung. σ = E*e
Was versteht man unter dem E-Modul?
Beschreibt den Zusammenhang zwischen Spannung und Dehnung bei der Verformung eines festen Körpers. Vorraussetzung ist ein linear-elastisches Verhalten.
Beschreiben Sie die Vorgänge bei elastischer Verformung eines kristallinen Werkstoffs.
Bei Krafteinwirkung werden die Abstände der Atome gegeneinander verändert. Vorgang ist reversibel.
Was sind Gleitebenen, Gleitrichtungen und Gleitsysteme?
- Ebenen zwischen Atomlagen
- Richtung in die das Gleiten mit kleinstem Energieaufwand möglich ist
- Beschreibt mittels Gleitebene und -richtung die Verformung von Metallen
Welche Gleitebenen und Gleitrichtungen gibt es im KFZ-Gitter?
4 Gleitebenen 3 Richtungen - es gibt 24 Gleitsysteme
Welche Bedeutung haben Versetzungen für die plastische Verformung?
Die Bewegungen der Versetzung bedeuten eine plastische Verformung und erleichtern die Verformung.
Welche Möglichkeiten gibt es die Festigkeit metallischer Werkstoffe zu erhöhen?
- Mischkristallhärtung
- Versetzungshärtung
- Teilchenhärtung
- Korngrenzenhärtung
Wie ändert sich durch Anwendung der Mechanismen die Zähigkeit des Werkstoffs?
- MK-Härtung: Zähigkeit nimmt ab, Festigeit zu
- V-Härtung: Zähigkeit nimmt ab, Verfestigung und Versprödung zu
- Teilchenhärtung: Zähigkeit nimmt ab, Festigkeit zu
- KG-Härtung: Erhöht Zähigkeit und Festigkeit
Was versteht man unter zähem bzw. sprödem Bruch?
Zähbruch: Energieaufnahme Sprödbruch: Energieabgabe, Streckgrenze wird nicht erreicht (keine plastische Verformung)
Wodurch werden Brüche hervorgerufen?
Wie ein Student in der Prüfungsphase: Ermüdung, Überbeanspruchung, Überhitzung oder Unterkühlung, plastische Verformung ;)
Wodurch wird sprödes Verhalten eines Werkstoffs hervorgerufen?
- hohe Beanspruchungsgeschwindigkeit
- tiefe T
- grobes Korn
- Kerben, Lunker
- Korossion
- Kaltverformung
Was versteht man unter der Spaltbruchspannung?
Kritische Zugspannung bei der örtlich ein Spaltbruch entstehen kann.
Wie ist die Übergangstemperatur allgemein definiert?
Ist die Grenze zwischen sprödem Bruch und duktilem Werkstoffverhalten.
Weshalb nimmt die Festigkeit mit steigender Temperatur ab?
Atome schwingen stärker => Abnahme der Fernordnung
Was versteht man unter Erholung und Rekristallisation?
- Erholung: Umordnen von Versetzungen, Bildung von Subkörnern
- Rekristallisation: bei 0,3-0,5 Ts, Abbau von Gitterfehlern durch Neubildung des Gefüges
Durch welche Parameter wird die Korngrenze bei Rekristallisationsglühen beeinflusst?
- Verformungsgrad
- Glühtemperatur
- Glühdauer
- Rekristallisationstemperatur darf nicht zu stark überschritten werden
Weshalt wird ein Feinkörniges Gefüge angestrebt?
Erreichen eines zähen Werkstoffes mit hoher Festigkeit
Nennen Sie allgemeine Kriterien für einen Hochtemperaturwerkstoff:
- Strukturelle Belastbarkeit nahe Ts
- Oxidationsbeständigkeit
- Hoher Schmelzpunkt
Durch welche Maßnahmen kann die Warmfestigkeit eines Werkstoffes erhöht werden?
- Grobes Gefüge => Korngrenzengleiten vermeiden => Grobkornglühen
- Legieren (Cr, Mo, V)
- Teilchenhärtung
Welchen Einfluss haben Kerben auf die statische Festigkeit und Zähigkeit?
Merhachsiger Spannungszustand, Zähigkeit nimmt ab, Festigkeit nimmt zu
Welche Stadien des Ermüdungsvorgangs unterscheidet man?
- Ausbildung einer Ermüdungsstruktur
- Bildung von Anrissen
- Ausbreitung eines Risses
Woran erkennt man mit bloßem Auge einen Ermüdungsbruch?
Bruchfläche besteht aus zwei Bereichen: Dauerbruchfläche ist rel. glatt und matt glänzend, Rastbruchlinien erkennbar
Welchen Einfluss haben Eigenspannungen auf die Ermüdungsfestigkeit?
- Druck im OF-Bereich => größere Ermüdungsfestigkeit
- Zug im OF-Bereich => kleinere Ermüdungsfestigkeit
Wie kann Ermüdungsfestigkeit erhöht werden?
- Einbringen von Druckeigenspannungen in der OF-Zone
- Erhöhung der Streckgrenze in der Randzone (Oberflächenbehandlung, Einsatzhärten)
Was versteht man unter Verschleiß?
Ist die unerwünschte Veränderung der Oberfläche von Körpern durch Lostrennen kleiner Teilchen in Folge machanischer Ursachen.
Verschleißmechanismen:
- Adhässion
- Abrassion
- Oberflächenzerrütung
- Tribochemische Reaktion
Weshalb ist der Verschleiß nicht durch eine Werkzeugkenngröße zu messen?
Verschleiß hängt nicht nur vom Werkstoff ab sondern auch von den Verschleißbedingungen
Was versteht man unter Korossion?
Ist die physikochemische Wechselwirkung zwischen Metall und Umgebung. Ursache: Abnahme der freien Enthalpie bei Oxidation => energetisch günstiger => Korossion läuft freiwillig ab
Geben Sie ein Beispiel für chemische Korossion an:
Metall + Sauerstoff = Zunder
Was ist elektrochemische Korossion?
Bildung von Korossionselementen bei unterschiedlichen Metallen.
Weshalb korodiert Kupfer nicht unter Wasserstoffentwicklung?
Da Kupfer edel ist, geht es keine Lösung mit Wasserstoff ein.
Was versteht man unter einem Korossionselement?
elektronenleitende Kopplung metallischer Komponenten => Vorraussetzung: Elektrolyt Bsp: belüftete/nicht belüftete Bereiche, Kristallgemische, verformte/nicht verformte Bereiche
Weshalt korrodiert ein Stahl mit min. 13% Chromgehalt nicht unter normalen Umweltbedingungen?
Cr ist ein passivierende Metall => ab 13% wird diese Passivität auf Stahl übertragen
Wodurch wird Lochfraskorossion ausgelöst?
Durch Verdrängung von Sauerstoff aus der Oxidschicht => Zerstörung der schützende Passivschicht Gegenmaßnahme: Legieren von Mo
Nenne Sie Möglichkeiten für aktiven und passiven Korossionsschutz:
- passiv: metallische Überzüge, anorganische-nichtmetallische Beschichtung, organische Beschichtung
- aktiv: Legierungselemente, Wärmebehandlung, niedrige Oberflächenrauhigkeit, Konstruktive Gestaltung, Opferanode
Nennen Sie Gebiete der Werkstoffprüfung.
- Werkstoffdiagnostik (Aufbau Gefüge)
- Eigenschaftcharakterisierung (Festigkeitsprüfung, Verschleiß, Korossion)
- Qualitätsprüfung (Werkstofffehler, Fertigungsprüfung)
- Zuverlässigkeits- Schadenanalyse
Welche Werkstoffkenngrößen werden beim Zugversuch ermittelt?
- Streckgrenze
- Dehngrenze
- Zugfestigkeit
- Bruchdehnung
- E-Modul
- Einschnürung
- Reisfestigkeit
- Reisdehnung
Welche Kenngrößen werden für die Bemessung von Bauteilen benutzt?
- Zugfestigkeit
- Streckgrenze
- E-Modul
Durch welchen Versuch wird die Warmfestigkeit eines Werkstoffes ermittelt?
Kerbschlag-Biegeversuch
Durch welche Prüfung kann das Umformverhalten eines Werkstoffes charakterisiert werden.
- Tiefungsversuch
- Faltversuch
- Stauchversuch