Nichteisenmetall WS15/16 - 1, Dichte vergleichen, mit genauer Dichte-Wert! 8P Mg(1,74) Al(2,7) Ti(4,51) Zn(7,14) Fe(7,87) Ni(8,9) Cu(8,96) Pb(11,34) g/cm^3 - 2, Diskutieren Sie Vor- und Nachteile für den Einsatz von Titan- und Aluminiumlegierungen an Stelle von Stählen.7P - 3,a, Wie lässt sich bei CuSn-Knetlegierungen eine Härtesteigerung hervorrufen? 1P -hohe Festigkeiten und Härten lassen sich nur durch Kaltumformung erreichen. -theroretisch auch Aushärten. b, Kann allgemein bei CuSn-Legierungen eine Verbesserung der Festigkeit durch Auslagern stattfinden? begründen Sie. 2P (Ausscheidnungsglühen) -nein, Aushärtung ist nur theoretisch möglich, CuSn-Legierung lässt sich ausschließlich durch Kaltverformung die Festigkeit erhöhen. - c, Welche mechanischen Eigenschaften haben die bei unterschiedlichen Zinkgehalten auftretenden Phasen in CuZn-Leigerungen? 9P . gute Kaltverformbarkeit, mäßige Warmverformbarkeit. . heterogenes Gefüge, eine günstige einstellbare Kombination zwischen Spanbarkeit und Formbarkeit. . gute Warmverformbarkeit, mäßige Kaltverformbarkeit. . Das Auftreten dieser Phase ist bei technischen Werkstoffen zu vermeiden. - 4, Nennen Sie und beschreiben Sie die vier grundlegenden Mechanismen zur Festigkeitssteigerung 8P -Auscheidungshärtung -Kornfeinung -Kaltverfestigung -Mischkristallverfestigung - 5, Nennen Sie vier Faktoren die eine Aushärtung einer Legierung ermöglichen. 4p -beschränkte Mischbarkeit. -Sättigungsgrenze von den an der Aushärtung beteiligten Legierungselementen nimmt mit sinkender Temperatur deutlich ab. -”Einfrieren” einer Übersättigung. -durch Diffusionsvorgänge können Phasen entstehen, die Dehngrenze und Zugfestigkeit heraufsetzen. - 6, Beschreiben Sie ausfühlich das Überaltern einer Al-Legierung( inkl. Prozessschaubild), warum werden die einzelnen Schritte durchgeführt und was bewirken Sie. 6P - 7, Wie unterscheidet sich die Wärmbehandlung aus Aufgabe 6 von einem Kaltauslagern und einem Wärmauslagen? 3P - 8, Wieso können mache Nickellegierungen für Hochtemperaturanwendungen eingesetzt werden, und denen hohe Festigkeitswerte benötigt werden? Was ist die Vorausserzung dafür und welcher mechanismus liegt dem Festigkeitsanstieg zu Grunde? 5P -Unstetigkeit der Temperaturabhängigkeit von mech. und physik. Eigenschaften - b, Bis zu welcher Temperatur sind solche Legierungen einsetzbar? 1P NiCr Legierung bis 1100 - c, Warum werden für den Einsatz in Triebwerken einkristalline Nickelbasissuperlegierungen verwendet? 3P Einkristalline Nickelbasiss Superlegierungen erreichen ungefähr 90 % der homologen Temperatur, während Polykristalline Superlegierungen nur ungefähr 80 % erreichen. Die homologe Temperatur bezeichnet das Verhältnis der Ersatztemperatur zur Schmelztemperatur. Die Einkristalline Nickelbasis-Superlegierung besteht aus zwei Phasen: -Matrix als γ-Phase -Ausscheidungen als γ`-Phase Im SEM sind die dunklen würfelförmigen Ausscheidungen und die helle Matrix deutlich zu erkennen. Die Matrix und die Ausscheidungen unterscheiden sich nur geringfügig in ihrer Kristallstruktur. Das führt dazu, dass die Ausscheidungen kohärent in die Matrix eingebettet sind. Durch diese starke Bindung zwichen Matrix und Auscheidungen sind Versetzungen, die bei hohen mechanischen Belastungen zu wandern beginnen würden, durch die harten Ausscheidungsteilchen gehindert. Die Folge: der Werkstoff ist kriechbeständig und die plastische Verformung ist gering, selbst bei hohen thermomechanischen Belastungen. - 9, Beschreiben stichpunktartig die Vor- und Nachteile der Legierungselemente Al, Zn, und Zr, in einer Magenisum-Legierung? 6P positive Wirkung wichtiger Legierungselemente Aluminium ● Erhöhung von Härte und Zugfestigkeit durch Mischkristallbildung ● Verbesserung der Gießbarkeit Zink ● Verbesserung der Gießbarkeit ● Erhöhung der Schwing- und Zugfestigkeit Zirkon ● Verbesserung der Zugfestigkeit unter gleichzeitiger Beibehaltung des Dehnungsvermögens ● als Oxid kornfeinende Wirkung negative Wirkung wichtiger Legierungselemente Aluminium ● erhöhte Neigung zur Mikroporosität Zink ● Tendenz zur Mikroporosität ● Tendenz zur Heißrissbildung Zirkon ● kann nicht Al- oder Si-haltigen Schmelzen hinzugegeben werden - 10, Welche Vor- und Nachteile hat Nickel als Legierungselement in Kupferlegierungen? wo wird eine reine CuNi-Legierungen eingesetzt? 4P • Erhöhung der Zugfestigkeit • Erhöhung der 0,2% - Dehngrenze • Verbesserung der Warmfestigkeit • Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit • Münzen • Heizkabel • elektrische Widerstände • Thermoelemente • Bleche und Rohre in der Nahrungsmittelindustrie - 11, Zeichnen Sie die Zustandsdiagramme unterschiedlicher Titanlegierungen und nennen Sie die Legierungselemente. (jeweils mindesteins 2) 12P - 12, Fertigungsdiagramm für Titan-Globular-Phase. 8P - 13, Einfluss von Sn bei CuSn, Verwendungen. 4P Während reines Kupfer relativ weich ist, weist Bronze durch die Legierungskomponente Zinn eine hohe Festigkeit und Härte auf. Außerdem ist Bronze sehr korrosions- und verschleißfest sowie meerwasserbeständig. Kleiner Tipp: Nur auswendig lernen reicht jetzt nicht mehr, die Prüfung zu bestehen (wie Z.B. im SS 2016), das Verstandnis von dem Inhalt wird jetzt mehr gefragt. Insgesamt 90 Punkte, 45 Punkte reicht zu bestehen. Viel Erfolg! Guo
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