Klausur vom 05.02.2015

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Fachhochschule Köln
University of Applied Sciences Cologne
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Fakultät für
Informatik und Ingenieurwissenschaften
Institut für Werkstoffkunde
und Angewandte Mathematik
Campus Gummersbach
Prof. Dr.-Ing. Helmut Winkel
Prof. Dr.-Ing. Karin Lutterbeck
Werkstoffkunde I (Metalle)
Klausur vom 05.02.2015
Klausurteilnehmer:
Name
0
1
2
3
Versuch

Bonus
Vorname
Matrikelnummer
Aus Datenschutzgründen bitte ich mein
Prüfungsergebnis unter folgendem
Kennwort zu veröffentlichen:
……………………………………………
Bitte tragen Sie hier Ihre Lösungen ein:
A
B
C
D
E
A
B
C
D
E
A
B
C
1
11
21
2
12
22
3
13
23
4
14
24
5
15
25
6
16
26
7
17
27
8
18
28
9
19
29
10
20
30
Aufgaben 1 - 10
Aufgaben 11 - 20
Aufgaben 21 - 30
Aufgabenpunkte
Bonus
Beurteilung
D
E
Werkstoffkunde I (Metalle)
Klausur vom 05.02.2015
Seite 2
Bitte beachten Sie für die Bearbeitung der Klausur folgende Hinweise:
Die folgenden Regeln sind auch auf der Seite WWW.WERKSTOFFLABOR.DE veröffentlicht.
Mit der Aushändigung des vorliegenden Aufgabenheftes beginnt die Bearbeitungszeit von 90 Minuten. Sie dürfen an dieser Klausur nur teilnehmen, wenn Sie zur Klausur zugelassen sind. Ausnahmen sind in der
Prüfungsordnung geregelt. Falls Sie nicht in dem auf der Seite WWW.WERKSTOFFLABOR.DE veröffentlichten
Sitzplan verzeichnet sind, dürfen Sie an der Klausur nicht teilnehmen.
Ein Rücktritt wegen Krankheit kann nur dann anerkannt werden, wenn Sie den Prüfungsausschuss für das Studienangebot Ingenieurwissenschaften unverzüglich über Ihre Rücktrittgründe informieren. Er kann verlangen,
dass Sie ein aktuelles ärztliches oder ggf. amtsärztliches Attest vorlegen.
Legen Sie bitte Ihren gültigen Studentenausweis und einen amtlichen Lichtbildausweis für die Einsichtnahme
durch die Aufsicht offen vor sich auf den Tisch. Sollten Sie eines dieser Dokumente nicht zur Hand haben,
melden Sie sich bitte sofort bei der Aufsicht. Eine weitere Klausurteilnahme steht grundsätzlich unter dem Vorbehalt, dass Sie den fehlenden Nachweis auf geeignete Weise unverzüglich führen.
Außer den genannten Unterlagen dürfen nur ein Stift, ein Lineal, ein Radiergummi und ein Anspitzer auf dem
Tisch liegen. Aufzeichnungen und elektronische Geräte jeder Art sind nicht zugelassen. Versehen Sie bitte vor
der Bearbeitung der Klausur das Deckblatt mit Ihrem Namen und Ihrer Matrikelnummer. Sie haben die
Möglichkeit eine Identifikation ihrer Person durch die Angabe eines frei wählbaren Kennwortes mit höchstens
12 Buchstaben auszuschließen. Sofern Sie kein Kennwort angegeben haben, wird die von Ihnen erreichte
Klausurbewertung zusammen mit Ihrer Matrikelnummer im Internet veröffentlicht.
Lösen Sie nicht die Heftung des Aufgabenheftes und reißen Sie keine Blätter heraus. Taschen müssen geschlossen sein, Gespräche mit anderen Klausurteilnehmern sind bis zur Abgabe der letzten Klausur in diesem Raum
nicht erlaubt. Bleiben Sie auf Ihrem Platz sitzen, bis die Aufsicht Ihr Aufgabenheft abgeholt hat oder Ihnen das
Verlassen Ihres Platzes ausdrücklich gestattet. Dies gilt auch für den Fall, dass Sie Ihre Klausur abgeben möchten. Eine Verletzung dieser Vorgaben kann als Täuschungsversuch gewertet werden, auf die als bekannt voraus
gesetzten Bestimmungen der Prüfungsordnung über die Folgen eines Täuschungsversuchen wird ausdrücklich
hingewiesen.
Die Klausuraufgaben sind drei verschiedenen Aufgabentypen zugeordnet:
♦ Beim Aufgabentyp 1 (positive Auswahl) folgen auf eine Frage oder eine unvollständige Aussage 5 mit
(A) - (E) gekennzeichnete Antworten oder Ergänzungen, von denen Sie die einzig richtige auswählen sollen.
Lesen Sie immer alle Antwortmöglichkeiten durch, bevor Sie sich für eine Lösung entscheiden. Markieren
im Lösungsschema das Ihrer Lösung entsprechende Feld (A) - (E) durch ein X.
♦ Beim Aufgabentyp 2 (negative Auswahl) sind die Aufgaben so formuliert, dass Sie aus den 5 angebotenen
Alternativen jeweils die einzig nicht zutreffende wählen sollen. Markieren Sie im Lösungsschema das Ihrer
Lösung entsprechende Feld (A) - (E) durch ein X.
♦ Beim Aufgabentyp 3 (Aussagenkombination) werden mehrere durch eingeklammerte Zahlen (1), (2), (3) ...
gekennzeichnete Aussagen gemacht. Beurteilen Sie bei jeder Aussage, ob sie wahr oder falsch ist. Wählen
Sie die zutreffende Kombination der richtigen Aussagen unter den 5 vorgegebenen Aussagekombinationen
(A) - (E) und markieren Sie im Lösungsschema das entsprechende Feld durch ein X.
Jede Aufgabe hat somit eine und nur eine Lösung. Tragen Sie Ihre Lösung auf dem Deckblatt ein. Sollten Sie der
Auffassung sein, dass eine Aufgabe fehlerhaft gestellt ist oder nicht genau eine Lösung hat, vermerken Sie dies
bitte mit einer Begründung auf dem Deckblatt. Wenn der Platz dafür nicht ausreicht, können Sie zusätzlich die
Rückseite des Deckblatts verwenden.
Nutzen Sie die Rückseiten des Aufgabenheftes für Zwischenschritte der Lösung, für Skizzen und für Notizen,
dies erleichtert Ihnen die Arbeit. Ihre Notizen werden nur im Zweifelsfall bewertet, Ihre durch ein X
ausgewählte Antwortmöglichkeit im Lösungsschema auf dem Deckblatt ist Grundlage für die Bewertung der
Klausur.
Werkstoffkunde I (Metalle)
Klausur vom 05.02.2015
Seite 3
Radieren Sie bitte Fehlmarkierungen sorgfältig und vollständig aus oder streichen Sie sie eindeutig durch. Eine
Aufgabe, bei der die Markierung fehlt oder bei der mehrere Felder markiert sind oder die Markierung nicht
eindeutig ist, wird als nicht richtig gelöst bewertet. Lassen Sie sich notfalls von der Aufsicht ein neues
Aufgabenheft geben und bitten Sie darum, dies im Prüfungsprotokoll zu vermerken. Geben Sie in einem solchen
Fall beide Aufgabenhefte ab, wobei Sie bitte das nicht zu bewertende Aufgabenheft eindeutig kennzeichnen.
Die Klausur besteht aus 30 Aufgaben. Für die Bearbeitung stehen Ihnen insgesamt 90 Minuten, im Durchschnitt
pro Aufgabe also genau 3 Minuten zur Verfügung. Für jede richtig gelöste Aufgabe erhalten Sie 1 Punkt. Für das
Bestehen der Klausur benötigen Sie 15 Punkte.
Im Sinne einer die Anforderungen voll erfüllenden Studienleistung gehen die Prüfer bei der Zusammenstellung
der Klausuraufgaben davon aus, dass bei einer Gruppengröße von 60 oder mehr Teilnehmer/innen mindestens
80% der maximalen Punktzahl, also 24 oder mehr Punkte erreicht werden können. Werden bei der am besten
bewerteten Klausurarbeit weniger als 24 Punkte erreicht, wird die Notenskala und damit auch die
Bestehensgrenze um so viele Punkte verschoben, wie der am besten bewerteten Klausurarbeit zu 24 Punkten
fehlen (relative Bestehensgrenze). Auf Grund der kleinen Stichprobe wird die relative Bestehensgrenze bei
weniger als 60 Klausurteilnehmern von den Prüfern nach der Klausur in freiem Ermessen festgelegt.
Die Note ergibt sich entsprechend folgender Tabelle:
Punkte
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
o. Bonus
4,0
4,0
3,7
3,3
3,3
3,0
2,7
2,7
2,3
2,3
2,0
1,7
1,7
1,3
1,3
1,0
m. Bonus
4,0
3,7
3,3
3,0
2,7
2,7
2,3
2,0
1,7
1,3
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
Falls Sie als Bachelorstudent/in die Voraussetzungen für einen Notenbonus erfüllen, wird Ihre Klausur
entsprechend der Spalte „m. Bonus“ bewertet. Als Diplomstudent/in können Sie keinen Bonus erwerben.
Fehlerhaft gestellte Prüfungsaufgaben werden im Benehmen beider Prüfer gestrichen. Bei der Bewertung wird
die verminderte Aufgabenzahl zugrunde gelegt. Der Bewertungsmaßstab wird unter dem Gesichtspunkt neu
festgelegt, dass sich durch die Verminderung der Zahl der Aufgaben kein Nachteil für die Studierenden ergibt.
Das Ergebnis der Klausur wird voraussichtlich am Prüfungstag im Internet unter WWW.WERKSTOFFLABOR.DE
unter Angabe des von Ihnen gewählten Kennwortes, ersatzweise Ihrer Matrikelnummer, veröffentlicht. Sollten
Sie eine freiwillige Zusatzleistung erbracht haben, wird dies kenntlich gemacht. In das PSSO-System wird das
Ergebnis vom Prüfungsamt erst zu einem späteren Zeitpunkt eingestellt.
In einem Zeitraum von 4 Wochen nach Bekanntgabe des Prüfungsergebnisses haben Sie die Möglichkeit durch
eine eMail an die Adresse [email protected] eine Einsicht in Ihre Klausur zu beantragen. Ihr
Recht beim Prüfungsausschuss eine Klausureinsicht zu beantragen, bleibt unberührt. Achten Sie auf eine
korrekte Absenderangabe. Sie erhalten eine automatische Antwort, dass Ihre Anmeldung registriert wurde. Nach
Ablauf der Antragsfrist werden Sie durch eine zweite eMail zu einem Einsichttermin eingeladen. Zu diesem
Termin können Sie beliebige Hilfsmittel mitbringen, das Kopieren der Lösungen ist jedoch nicht gestattet. Bei
nachgewiesenen Fehlern in der Aufgabenstellung oder Bewertung wird das Prüfungsergebnis geändert, im
Internet unter WWW.WERKSTOFFLABOR.DE veröffentlicht und im PSSO-System eingestellt.
Werkstoffkunde I (Metalle)
Klausur vom 05.02.2015
Seite 4
01 Sie stapeln Waschmittelkartons entsprechend einer rhombisch-primitiven Gitterstruktur. Die drei
Gitterkonstanten sind a, 2a und 3a. Berechnen Sie die Länge │a[0 0 1]│ des Gittervektors
a[0 0 1]! (a = 8,3 cm)
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
│a[0 0 1]│= 2a√2 = 23,5 cm
│a[0 0 1]│= 3a = 24,9 cm
│a[0 0 1]│= a√10 = 26,2 cm
│a[0 0 1]│= a√13 = 29,9 cm
│a[0 0 1]│= a√14 = 31,1 cm
02 Geben Sie im kubischen System die Miller’schen Indices der Ebene an, auf die der
Richtungsvektor [101] senkrecht steht! Welche Aussage trifft zu?
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
(hkl) = (100)
(hkl) = (010)
(hkl) = (001)
(hkl) = (110)
(hkl) = (101)
Werkstoffkunde I (Metalle)
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03 Sie vergleichen Kristallgitter, die aus gleich großen harten Kugeln aufgebaut sind. Beurteilen
Sie folgende Aussagen zu Gitterlücken im kubisch-primitiven, im kubisch raumzentrierten und
im kubisch-flächenzentrierten Gitter!
(1) Die größte Lücke im kubisch-primitiven Gitter liegt zwischen 6 Atomen.
(2) Die größte Lücke im kubisch-primitiven Gitter ist größer als die größte Lücke im kubischflächenzentrierten Gitter.
(3) Die größte Lücke im kubisch-flächenzentrierten Gitter ist größer als die größte Lücke im
kubisch-raumzentrierten Gitter.
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
Nur (1) trifft zu.
Nur (1) und (3) treffen zu.
Nur (2) trifft zu.
Nur (2) und (3) treffen zu.
(1) - (3) Alle treffen zu.
04 Zur Verdeutlichung der Röntgenbeugung an Kristallen führt der Professor in seiner Vorlesung
ein Experiment zur Lichtbeugung vor. Mit einem grünen Laserstrahl der Wellenlänge 523 nm
leuchtet er in Z-Richtung durch ein Beugungsgitter aus feinen Drähten auf eine Projektionswand, Beugungsgitter und Wand sind parallel zueinander angeordnet.

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Y→
Sie beobachten auf der Wand das dargestellte Beugungsmuster aus grünen Punkten:

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
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X→
Beurteilen Sie folgende Aussagen!
(1) Das Beugungsgitter hat in X-Richtung größere Drahtabstände als in Y-Richtung.
(2) Beim Drehen des Beugungsgitters um die Y-Achse vergrößern sich die Abstände der
Beugungspunkte in X-Richtung.
(3) Beim Drehen des Beugungsgitters um die Z-Achse in Uhrzeigerrichtung dreht sich das
Beugungsmuster entgegen der Uhrzeigerrichtung.
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
Nur (1) trifft zu.
Nur (2) trifft zu.
Nur (3) trifft zu.
Nur (1) und (2) treffen zu.
Nur (1) und (3) treffen zu.
Werkstoffkunde I (Metalle)
Klausur vom 05.02.2015
Seite 6
05 Beurteilen Sie folgende Aussagen zur Wirkung von Fremdatomen der Konzentration c
[Mol/Volumen] in einem Mischkristall!
(1) Die verfestigende Wirkung verschiedener Fremdatome nimmt mit ihrer Löslichkeit im
Mischkristall zu.
(2) Die verfestigende Wirkung von Fremdatomen nimmt stets mit ihrer Konzentration c zu.
(3) Die verfestigende Wirkung von Fremdatomen nimmt stets mit ihrem Atomdurchmesser
zu.
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
Nur (1) trifft zu.
Nur (2) trifft zu.
Nur (1) und (2) treffen zu.
Nur (2) und (3) treffen zu.
(1) - (3) Alle treffen zu.
06 Unter dem Einfluss einer Schubspannung τ wird eine Probe elastisch geschert.
Beurteilen Sie folgende Aussagen!
(1) Schubspannung τ und ΔL sind zueinander proportional.
(2) Der Scherwinkel γ ist als Quotient aus Schubspannung τ und L0 definiert.
(3) Der Scherwinkel γ und die Schubspannung τ sind einander proportional..
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
Nur (1) trifft zu.
Nur (2) trifft zu.
Nur (1) und (3) treffen zu.
Nur (3) trifft zu.
(1) – (3), alle Aussagen treffen zu.
Werkstoffkunde I (Metalle)
Klausur vom 05.02.2015
Seite 7
07 Eine zylindrische Druckprobe aus Aluminium wird durch einen hydrostatischen
Druckspannungszustand (Alle Hauptnormalspannungen sind gleich groß) beansprucht.
Beurteilen Sie folgende Aussagen über Spannungen und Dehnungen.
(1) Die Querkontraktionszahl µ beträgt etwa 0,3.
(2) Der Betrag der Querdehnung εq beträgt etwa 30% der Längsdehnung ε.
(3) Das Volumen der Probe nimmt ab.
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
Nur (1) trifft zu.
Nur (1) und (2) treffen zu.
Nur (1) und (3) treffen zu.
Nur (3) trifft zu.
(1) - (3) Alle treffen zu.
08 Im folgenden Diagramm ist in einem ebenen Modell eines unendlichen Gitters ein
Kristallbereich mit der Leerstelle 1 und den Fremdatomen 2-4 (schraffiert) dargestellt.
Beurteilen Sie folgende Aussagen!
(1) Die Leerstelle 1 kann frei durch das Gitter diffundieren.
(2) Das Fremdatom 2 kann frei durch das Gitter diffundieren.
(3) Das Fremdatom 3 kann frei durch das Gitter diffundieren.
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
Nur (1) trifft zu.
Nur (2) trifft zu.
Nur (1) und (2) treffen zu.
Nur (1) und (3) treffen zu.
(1) - (3) Alle treffen zu.
09 Welche Aussage zum 1. Fick’schen Gesetz trifft zu?
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
Die Stromdichte diffundierender Atome ist proportional zur Konzentration.
Die Stromdichte diffundierender Atome ist proportional zur Temperatur.
Die Stromdichte diffundierender Atome ist proportional zur Aktivierungsenergie.
Die Stromdichte diffundierender Atome ist proportional zur Querschnittsfläche
Keine der Aussagen (A) bis (D) trifft zu.
Werkstoffkunde I (Metalle)
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10 Beurteilen Sie für Eisen die folgenden Aussagen zum Burgersvektor im Ferrit und im
Austenit!
(1) Im Eisen entspricht der Betrag des Burgersvektors dem Durchmesser eines Eisenatoms.
(2) Im Ferrit ist die [100]-Richtung eine mögliche Richtung des Burgersvektors.
(3) Im Austenit ist die [100]-Richtung eine mögliche Richtung des Burgersvektors.
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
Nur (1) trifft zu.
Nur (1) und (2) treffen zu.
Nur (1) und (3) treffen zu.
Nur (3) trifft zu.
(1) - (3) Alle treffen zu.
11 Unter dem Einfluss einer Axialkraft F wirkt auf die dargestellte Zugprobe in der Gleitebene A
für Φ = 45° und λ = 45° die Scherspannung τ = 200 MPa.
Beurteilen Sie mit Hilfe des Schmid’schen Gesetzes folgende Aussagen!
(1) Für Φ = 0° und λ = 90° gilt σ = 200 MPa
(2) Für Φ = 45° und λ = 45° gilt σ = 200 MPa
(3) Für Φ = 45° und λ = 90° gilt σ = 0 MPa
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
Nur (1) trifft zu.
Nur (1) und (2) treffen zu.
Nur (2) und (3) treffen zu.
Nur (3) trifft zu.
(1) – (3), alle Aussagen treffen zu.
Werkstoffkunde I (Metalle)
Klausur vom 05.02.2015
Seite 9
12 In einer Mitschrift der Werkstoffkundevorlesung finden Sie folgende Formel:
Welche Aussage trifft zu?
(A) Es handelt sich um die Hall-Petch-Gleichung.
(B) Die Gleichung gibt den Anstieg der Streckgrenze in Abhängigkeit vom Atomdurchmesser
der Gitteratome an.
(C) Die Gleichung gibt den Anstieg der Streckgrenze in Abhängigkeit vom Atomdurchmesser
interstitieller Fremdatome an.
(D) Die Gleichung gibt den Anstieg der Streckgrenze in Abhängigkeit vom Atomdurchmesser
substitutioneller Fremdatome an.
(E) Die Gleichung gibt den Anstieg der Streckgrenze in Abhängigkeit vom Netzebenenabstand
an.
13 Eine Rohrleitung soll bei hoher Temperatur betrieben werden. Die Betriebsdauer soll auf
100.000 Stunden ausgelegt werden. Zulässig ist eine Kriechverformung von 1%. Die
Zeitstandwerte des vorgesehenen Werkstoffs können Sie dem Schaubild entnehmen. Welches
ist die höchstzulässige Betriebsspannung (ohne Berücksichtigung von Sicherheitszuschlägen)?
(A) 70 N/mm2
(B) 90 N/mm2
(C) 120 N/mm2
(D) 150 N/mm2
(E) 200 N/mm2
Werkstoffkunde I (Metalle)
Klausur vom 05.02.2015
Seite 10
14 Welche Aussage zum Ermüdungsverhalten von metallischen Werkstoffen trifft zu?
(A) Notwendige Voraussetzung für die Ermüdung eines Metalls ist eine irreversible
Lageveränderung von Metallatomen durch eine plastische Verformung.
(B) Metalle ermüden durch eine reversible Versetzungsbewegung.
(C) Metalle ermüden durch eine wiederholte Beanspruchung unter ideal-elastischen
Bedingungen.
(D) Metalle ermüden durch eine lang anhaltende statische Belastung.
(E) Metalle ermüden durch eine statische Belastung bei Temperaturen, bei denen die
Metallatome diffusionsfähig sind.
15 Bei einer Tagung über neue Werkstoffe für die Automobilindustrie hören Sie einen Vortrag
über den „TWIP-Stahl“ (twinning-induced-plasticity) X5 MnAlSi 25 3 3. Der Stahl weist eine
im Vergleich zu konventionellen Karosserieblechen extrem hohe Duktilität auf. In der Pause
treffen sich die „Werkstoffexperten“ A bis E. Die Ansicht von welchem „Experten“ trifft
offensichtlich nicht zu:
(A) Beim X5 MnAlSi 25 3 3 handelt es sich um einen austenitischen Stahl.
(B) Beim X5 MnAlSi 25 3 3 handelt es sich um einen Stahl, dessen Verformungsfähigkeit auf
der Bildung von Zwillingen beruht.
(C) Für eine plastische Verformung über Zwillingsbildung muss die Umformtemperatur
oberhalb der Rekristallisationstemperatur liegen.
(D) Zwillinge in kubisch-flächenzentrierten Metallen weisen eine gespiegelte Stapelfolge auf.
(E) Zwillingsgrenzen sind Hindernisse für gleitende Versetzungen.
16 Welche Aussage zu Bildung und Wachstum von Ausscheidungen aus einem übersättigten
Metallkristall trifft zu?
(A) Kohärente Ausscheidungen haben eine niedrigere freie Enthalpie als der Mischkristall.
(B) Kohärente Ausscheidungen besitzen die gleiche chemische Zusammensetzung wie der
Mischkristall.
(C) Kohärente Ausscheidungen besitzen die gleiche Gitterkonstante wie der Mischkristall.
(D) Inkohärente Ausscheidungen verzerren das Mischkristallgitter stärker als kohärente Ausscheidungen.
(E) Mit zunehmendem Wachstum wandeln sich inkohärente Ausscheidungen in kohärente
Ausscheidungen um.
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Seite 11
17 Bei der Suche nach komplizierten Einstoffsystemen im Internet finden Sie auf der Seite der Uni
Freiburg das Einstoffsystem Wasser (H2O). Welche Aussage trifft nicht zu?
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
Bei Normaldruck entsteht durch Abkühlen aus Wasser Eis I.
Eis I hat eine geringere Dichte als Wasser.
Eis III hat eine größere Dichte als Wasser.
Eis VIII hat eine größere Dichte als Eis III.
Bei einem sehr hohen Druck erstarrt Wasser zu Eis VIII.
18 Bei 880°C steht ein α -Mischkristall mit der gleichen Menge einer Schmelze im thermodynamischen Gleichgewicht. Dem System wird Wärme entzogen. Welche Aussage in trifft nicht
zu?
(A) Bei 880°C enthält das System 40% des Stoffes A und 60% des Stoffes B.
(B) Zwischen 880°C und 800°C ist das System zweiphasig.
(C) Bei 800°C findet eine peritektische Reaktion statt, bei der die Schmelze vollständig
verbraucht wird.
(D) Bei 800°C bilden sich β-Mischkristalle.
(E) Bei Raumtemperatur besteht das System zu jeweils 50% aus α –Mischkristallen und aus
β-Mischkristallen.
Werkstoffkunde I (Metalle)
Klausur vom 05.02.2015
Seite 12
19 Dargestellt ist ein Schnitt durch ein Dreistoffsystem mit drei eutektischen Randsystemen.
Welche Aussage trifft zu?
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
Es handelt sich um einen isothermen Schnitt.
Es handelt sich um einen binären Schnitt.
Es handelt sich um einen quasi-binären Schnitt.
Es handelt sich um einen ternären Schnitt.
Es handelt sich um einen quasi-ternären Schnitt.
20 Welche Aussage trifft zu dem im folgenden abgebildeten Gusswerkstoff nicht zu?
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
Der Werkstoff ist nach dem metastabilen System Eisen-Zementit erstarrt.
Bei der Erstarrung des Werkstoffs hat sich Austenit gebildet.
Der Werkstoff hat gute Duktilitätseigenschaften.
Der Werkstoff enthält die Phasen Ferrit und Zementit.
Der Werkstoff ist in einem thermodynamischen Zustand nahe des Gleichgewichts.
Werkstoffkunde I (Metalle)
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Seite 13
21 Eine binäre Eisen-Kohlenstofflegierung mit 0,01% Kohlenstoff wird im metastabilen System
gleichgewichtsnah aus der Schmelze bis auf Raumtemperatur abgekühlt. Welche Aussage trifft
nicht zu?
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
Die Schmelze erstarrt ferritisch.
Bei 1000 C° ist der Werkstoff einphasig austenitisch.
Beim Unterschreiten der A3-Temperatur scheidet der Austenit Ferrit aus.
Beim Erreichen einer Temperatur von 723°C liegt ein 3-Phasen-Gleichgewicht vor.
Der Stahl besteht bei Raumtemperatur aus den Gefügebestandteilen Ferrit und
Tertiärzementit.
22 Durch welche Maßnahme ist es möglich Stahl zu beruhigen?
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
Durch eine Vakuumbehandlung der Stahlschmelze.
Durch langsames Rühren der Stahlschmelze.
Durch langsames Abkühlen des Stahls von Austenitisierungstemperatur.
Durch langsames Walzen des Stahls.
Durch Tiefkühlen des Stahls unter Raumtemperatur.
23 Aus einem Film zur Werkstoffherstellung ist das folgende Szenenbild entnommen. Welcher
Fertigungsschritt erfolgt in der dargestellten Anlage?
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
Die Entschwefelung des Roheisens
Die Entkohlung des Stahls
Der Abbau des Sauerstoffgehaltes der Schmelze
Der LD-Prozess
Die Sekundärmetallurgie
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Seite 14
24 Was bedeutet die Bezeichnung S235J0 nach DIN EN 10025-2 (1.0114)?
(A) Es handelt sich um einen warmgewalzten unlegierten Baustahl mit einer
Mindeststreckgrenze von 235MPa und einer Mindestschlagarbeit von 27J im
Kerbschlagversuch bei Raumtemperatur.
(B) Es handelt sich um einen warmgewalzten unlegierten Baustahl mit einer
Mindeststreckgrenze von 235MPa und einer Mindestschlagarbeit von 27J im
Kerbschlagversuch bei 0°C.
(C) Es handelt sich um einen warmgewalzten niedrig legierten Baustahl mit einer
Mindeststreckgrenze von 235MPa und einer Mindestschlagarbeit von 27J im
Kerbschlagversuch bei -20°C.
(D) Es handelt sich um einen warmgewalzten niedrig legierten Baustahl mit einer
Mindeststreckgrenze von 235MPa und keinen besonderen Anforderungen im
Kerbschlagversuch.
(E) Es handelt sich um einen warmgewalzten niedrig legierten Baustahl mit einer
Mindestzugfestigkeit von 235MPa und besonderen Anforderungen im Biegeversuch.
25 Welche Aussage trifft zu dem im Folgenden abgebildeten Stahl nicht zu?
(A) Der Werkstoff ist nach dem metastabilen System Eisen-Zementit erstarrt.
(B) Als erste feste Phase hat sich bei der Erstarrung δ-Ferrit gebildet.
(C) Auf Grund fallender Kohlenstofflöslichkeit hat sich auf den γ-Korngrenzen Zementit
ausgeschieden.
(D) Das auf dem Bild sichtbare Gefüge besteht ausschließlich aus den Phasen Ferrit und
Zementit.
(E) Perlit besteht ausschließlich aus den Phasen Ferrit und Zementit.
26 Welche Aussage zu Bainit trifft nicht zu?
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
Bainit besteht aus den Phasen Ferrit und Zementit.
Bainit wird auch „Zwischenstufe“ genannt.
Bei der Bainitbildung bilden sich Zementitteilchen.
Bei der Bainitbildung wandelt sich der Martensit nach dem Bain-Mechanismus um.
Der Bainit wurde nach dem Metallurgen Edgar C. Bain benannt.
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Klausur vom 05.02.2015
Seite 15
27 Beurteilen Sie für einen unlegierten Stahl folgende Aussagen zur Umwandlung des Austenits in
der Martensitstufe!
(1) Der Beginn der Martensitbildung ist von der Abkühlgeschwindigkeit unabhängig.
(2) Der Beginn der Martensitbildung ist vom Kohlenstoffgehalt abhängig.
(3) Martensit ist eine übersättigte Lösung von Kohlenstoff in Eisen.
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
Nur (1) trifft zu.
Nur (1) und (2) treffen zu.
Nur (2) trifft zu.
Nur (2) und (3) treffen zu.
(1) - (3) Alle treffen zu.
28 Welche Aussage zum Gefüge des hochlegierten Chrom-Nickelstahls X2CrNiMoN 22-5-3
(1.4462) nach DIN EN 10088/2 trifft zu?
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
Der Stahl hat ein metastabil austenitisches Gefüge.
Der Stahl hat ein austenitisch-ferritisches Gefüge.
Der Stahl hat ein umwandlungsfrei ferritisches Gefüge.
Der Stahl hat ein martensitisches Gefüge.
Der Stahl hat ein martensitisch-austenitisches Gefüge.
29 Ein auf einem Industriegelände eingesetztes Bauteil aus einem austenitischen ChromNickelstahl ist neben einer Schweißnaht verformungsarm gebrochen. Bei der
metallographischen Untersuchung wurden von der Oberfläche ausgehend Trennungen der
Korngrenzen gefunden. Welche Aussage trifft nicht zu?
(A) Der Schadensmechanismus ist auf eine Chromverarmung im Bereich der Korngrenzen
zurückzuführen.
(B) Die Wahl eines titanstabilisierten Austenits (Werkstoffs mit einer Zugabe von Titan und
ansonsten gleicher Zusammensetzung) hätte den Schaden verhindert.
(C) Die Wahl eines ELC-Stahls (extra low carbon) und ansonsten gleicher Zusammensetzung
hätte den Schaden verhindert.
(D) Ein Lösungsglühen und Abschrecken nach dem Schweißen hätte den Schaden verhindert.
(E) Ein Vorwärmen auf 300°C vor dem Schweißen hätte den Schaden verhindert.
Werkstoffkunde I (Metalle)
Klausur vom 05.02.2015
Seite 16
30 Welche Aussage zu den Eigenschaften von Nichteisenmetallen trifft nicht zu?
(A) Aluminium wird vorzugsweise auf Grund seiner geringen Dichte und seiner guten
Korrosionsbeständigkeit eingesetzt.
(B) Magnesiumlegierungen werden vorzugsweise als Knetlegierung durch eine
Warmumformung verarbeitet.
(C) E-Kupfer zeichnet sich durch einen geringen Gehalt an gelösten Legierungselementen aus.
(D) Beryllium weist ein sehr großes Verhältnis des Elastizitätsmoduls zur Dichte auf.
(E) Unter dem Begriff „Superlegierung“ versteht man komplex aufgebaute hochwarmfeste
Legierungen.

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