Nennen Sie die wichtigsten Stationen bei der modernen Produktion von Stahlflachprodukten (Kaltband). Produktionsschema für Stahlflächenprodukte Warum birgt Beizen bei höherfesten Stahlblechen als Verfahren zur Beseitigung von Zunder Gefahren? Gefahr der Wasserstoffversprödung: Wasserstoff diffundiert in Gefüge, der sich u.a. an Korngrenzen ablagert was zur Versprödung des Werkstoffes führt. Welche Glüheinrichtungen zur Rekristallisation von Stahlfeinblechen kennen Sie? Wie lange dauert der Wärmebehandlungsprozess bei den einzelnen Verfahren? Glüheinrichtungen zur Rekristallisation von Stahlfeinblechen Haubenofen Kontiglühofen Feuerverzinkung Erläutern Sie eine typische Anwendung für die aufwendige Wärmebehandlung im Haubenofen. Typische Anwendung: Rekristallisation Erläutern Sie eine typische Anwendung für die kontinuierliche Wärmebehandlung. Typische Anwendung: Erzeugung von Martensit Wie ist ein Leichtbauwerkstoff definiert? Reißlänge (Bruchlänge eines Stabes konstanten Querschnitts bei Belastung durch Eigengewicht): Definition Leichtbauwerkstoff: Welche Zugfestigkeit muss ein Stahl etwa aufweisen, um hinsichtlich seiner Reißlänge ein Leichtbauwerkstoff zu sein? Welche Kennwertverhältnisse werden zur Klassifizierung von Leichtbauwerkstoffen, welche einer ähnlichen Belastung wie ein Biegebalken unterliegen, herangezogen? Unterscheiden Sie zwischen Dimensionierung hinsichtlich Festigkeit, und Dimensionierung hinsichtlich Durchbiegung. Werkstoffkennzahlen: Mit: n = 0,3…1 Was kann man aus sogenannten „AshbyMaps“ ablesen? Es sind verschiedene Werkstoffe mit Zugfestigkeit und Dichte aufgetragen, durch eine Analyse der Lastbedingungen kann ein passender Leichtbauwerkstoff ausgewählt werden. Wozu dient das Dressieren von kaltgewalztem Blech? Dressieren: Darunter versteht man eine geringe, etwa 5%ige Vorverformung des zum Tiefziehen bestimmten Stahls, zum Lösen der Versetzungen aus den durch Alterung entstandenen Cottrell-Wolken. Was können Sie entsprechend der Norm prEN 10027 zur Werkstoffbezeichnung für höherfestes Kaltband über die folgenden Stähle sagen: • HT1000X • HDT700T+Z • H300B HT1000X: Höherfester Stahl, Zugfestigkeit 1000 MPa, Dualphasenstahl HDT700T+Z: Höherfester Stahl, warmgewalzt, Zugfestigkeit 700 Mpa, TRIP Stahl, feuerverzinkt H300B: Höherfester Stahl, Mindeststreckgrenze 300 Mpa, BakeHardening-Stahl Welche Rahmenbedingungen muss eine Wärmebehandlung nach dem Kaltwalzen zur Erzeugung eines DP-Stahls unbedingt erfüllen? Wärmebehandlung von Dualphasen-Stählen Wie lässt sich der Martensitgehalt steuern? Konkret: Was müssen Sie tun um einen höheren Martensit-Anteil zu erhalten, bzw. was, um einen erreichten Martensit-Anteil zu halten? Um einen höheren Martensit-Anteil zu erreichen muss man schneller Abkühlen. Um einen bestimmten Anteil zu erhalten darf man nicht zu stark erhitzen. Welche Überlegungen haben die Weiterentwicklung der DP-Stähle zu den PM-Stählen motiviert? DP-Stähle lassen sich zwar gut Tiefziehen, reagieren aber empfindlich auf lokalisierte Umformung wie z.B. Bördeln oder Nieten. PM-Stähle lassen sich wesentlich besser lokal umformen, und haben i.d.R. eine höhere Streckgrenze. Erklären Sie die werkstoffmechanische Ursache für die hohe Gleichmaßdehnung, die man bei TRIP-Stählen findet. Während des Fließvorgangs wird Umformenergie abgebaut indem der Austenit sich in Martensit umwandelt. Diese Umwandlung absorbiert Energie und festigt den Stahl. Entscheiden Sie, ob folgende Bezeichnungen gültige stereologische Parameter sind, und erläutern Sie ggf. deren Bedeutung: x x x x x Nennen Sie eine werkstoffkundlich relevante Anwendung für die stereologische Grundgleichung: LV = 2PA Versetzungen sind Linien in einem Volumen, das lässt sich aber nur schlecht Messen. Äquivalent dazu kann man in einem Schliffbild die Schnittpunkte der Versetzungen mit der Schnittebene zählen und über die Formel umrechnen. Welches ist im folgenden Gefüge ein repräsentativer Schliff (A, B, oder C)? Nur A. Betrachten Sie das folgende schematische zweiphasige Gefüge (α=hell, β=dunkel). a) Warum ist Testlinie T1 nicht für eine Analyse der Kontiguität der α -Phase geeignet? b) Bestimmen Sie anhand der Testlinie T2 die folgenden stereologischen Parameter: – Kontiguität der α-Phase, Cα – Volumenanteil der β-Phase – mittlere Korngröße der β-Phase. αα-Korngrenzen ββ-Korngrenzen αβ-Phasengrenzen a) Linie schneidet kein Korn der α-Phase: b) - Wozu werden geometrisch notwendige Versetzungen (GNV) bei der Erklärung des Verformungsverhaltens grob zweiphasiger Werkstoffe herangezogen? 1. Unter Zugspannung kommt wegen unterschiedlichen Gleitsystemen zu verschiedenen plastischen Verformungen er Körner. 2. Die Körner einzeln betrachtet verformen sich entsprechend ihrer Orientierungen und Schmidfaktoren. 3. Die Einführung geometrisch notwendiger Versetzungen an den Korngrenzen ermöglicht es den Polykristall nahtlos wieder zusammenzufügen. Bei grob zweiphasigen Werkstoffen muss die Matrix stärker verformt werden, es sind zusätzliche Versetzungen nötig Das Modell von Fischmeister benutzt zwei Arten von GNV. Welche Bedeutung haben diese beiden Arten? Fischmeister: Grob zweiphasiges Gefüge (α-Matrix weich, β-Phase härter als α, aber plastisch verformbar). Zwei Arten von GNV (in α ): 1. α-α-Korngrenzen: Versetzungen aufgrund des Polykristalls (Kornfeinung) 2. β-Körner werden weniger stark gedehnt: Versetzungen aufgrund von harten Inklusionen Welche Aussage können Sie treffen bzgl. des Fließbeginns eines grob zweiphasigen Werkstoffs mit isolierter harter Phase? Sei β die isolierte harte Phase in weicherer αMatrix: Verbund (mit isolierten β-Einlagerungen) beginnt an der Fließgrenze der α-Fließgrenze zu fließen. Z.B.: Martensit isoliert in Ferrit-Matrix (α-Fe). Um grob zweiphasigen Werkstoffen mit isolierter harter Phase ein hohes Verfestigungspotential zu verleihen müssen Sie: x Weiche Phase muss sich mehr verformen und nimmt mehr Energie auf x Weiche Phase muss sich mehr verformen und nimmt mehr Energie auf x Kornfeinung! x Kornfeinung! Nach dem Modell von Fischmeister für grob zweiphasige Werkstoffe mit isolierter harter zweiter Phase β hängt die Dehngrenze nicht von ab. Wie erklärt man die dennoch in der Realität bei DPStählen beobachtete Abhängigkeit? Die Umwandlung Austenit Martensit läuft unter Volumenzunahme ab. Die Ferritkörner nehmen diese Verformung auf und verfestigen. Es bildet sich damit ein Netz aus verfestigtem Ferrit zwischen den Martensit Inklusionen. Bei höheren Volumenanteilen des Martensits und größeren Inklusionen tritt eine deutlich höhere Verformungsverfestigung des Ferrits in der Umgebung der Martensit-Inklusionen auf. Zwischen Inklusionen bildet sich verfestigtes Skelett im Ferrit Erläutern Sie drei Labormethoden zur Kornfeinung von metallischen Werkstoffen. 1. Equal Channel Angular Pressing (ECAP) Material wird durch Winkelprofil gepresst, dadurch entsteht hohe plastische Formänderung ohne übermäßige Änderung der Werkstoffgeometrie. 2. High Pressure Torsion (HPT) Material wird zwischen 2 rotierende Stempel gelegt, welche unter hohem quasihydrostatischem Druck gegeneinander rotieren 3. Accumulative Roll Bonding (ARB) Einziger kontinuierlicher Prozess, Material wird in 2 Hälften geschnitten, übereinander gelegt und gewalzt. Dieser Prozess wird mehrfach wiederholt. Eine starke Kaltverformung durch Kaltwalzen und eine nachfolgende Rekristallisationsglühung führt zu einer Verkleinerung der Ferrit-Korngröße. x Je stärker die Verformung, desto mehr Versetzungen, desto mehr Keimstellen bei der Rekristallisation, desto feiner das Korn. x Sekundäre Rekristallisation führt zu Kornvergröberung. (siehe Diagramm) Mit welcher Beziehung beschreibt man die Abhängigkeit der Fließgrenze von der Korngröße? □ □ □ □ Orowan Hall-Petch Taylor Considère □ Orowan Hall-Petch □ Taylor □ Considère Hall-Petch-Beziehung: K… Korngrenzenwiderstand dK… mittlerer Korndurchmesser Wie lautet das Considère-Kriterium und was sagt es aus? Es sagt aus, wann die Probe einschnürt. So lange die Probe nicht ein. schnürt Welche umformtechnische Eigenschaft von Blechen lässt sich mit dem Lochaufweitversuch beurteilen? Lochaufweitversuch: Es soll die Umformbarkeit von Feinblech beschrieben werden (z.B. Biegen). Die Lochaufweitdehnung ist eine der wichtigsten technologischen Kenngrößen. Wird ein zweiphasiger metallischer Werkstoff vorwiegend einem Umformverfahren mit hohem Biegeanteil unterworfen, so sollten sich die mechanischen Eigenschaften der Einzelphasen... ...stark unterscheiden Begründung. □ ja □ nein Nein, da die Verformungsinkompatibilität eine Rissbildung begünstigt. Welche Größe wird im Lochaufweitversuch bestimmt? Skizzieren Sie den Versuchsaufbau und geben Sie eine Bestimmungsgleichung für die Messgröße des Versuchs an. Wann wird der Lochaufweitversuch beendet? x x x x
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