Leichtmetalle und Magnesium
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Questions and Answers

Welche Dichteklasse bezeichnet Leichtmetalle?

  • ρ > 5 g/cm³
  • ρ zwischen 5 und 8 g/cm³
  • ρ < 5 g/cm³ (correct)
  • ρ < 3 g/cm³

    • Was ist die Gitterstruktur von reinem Magnesium?

  • Kubisch-flächenzentriert (kfz)
  • Tetraedrisch
  • Kubisch-raumzentriert (krz)
  • Hexagonal-dichteste Packung (hdp) (correct)

    • Welches Material wird als Schwermetall klassifiziert?

  • Titan
  • Magnesium
  • Aluminium
  • Kupfer (correct)

    • Welche der folgenden Metalle ist kein Leichtmetall?

    <p>Nickel</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen trifft auf Keramiken zu?

    <p>Sie sind in der Regel spröder als Metalle.</p> Signup and view all the answers

    Welches Merkmal ist charakteristisch für alle Schwermetalle?

    <p>Dichte über 5 g/cm³</p> Signup and view all the answers

    Welche Eigenschaft unterscheidet Leichtmetalle von Schwermetallen?

    <p>Sie haben weniger als 5 g/cm³ Dichte.</p> Signup and view all the answers

    Welches Metall hat eine Hexagonal-dichteste Packung als Gitterstruktur?

    <p>Magnesium</p> Signup and view all the answers

    Wie beeinflusst die Kaltverformung von Kupfer die Bruchdehnung?

    <p>Die Bruchdehnung nimmt ab.</p> Signup and view all the answers

    Welchen Einfluss hat die Kaltverformung von Kupfer auf die Zugfestigkeit?

    <p>Die Zugfestigkeit nimmt zu.</p> Signup and view all the answers

    Wie verändert sich die Härte von Kupfer durch Kaltverformung?

    <p>Die Härte nimmt bis zu einem gesättigten Zustand zu.</p> Signup and view all the answers

    Warum sollte man beim Schmelzschweißen von Kupfer O-freies Kupfer verwenden?

    <p>Um Wasserstoffkrankheit zu vermeiden.</p> Signup and view all the answers

    Was kann durch die Aufnahme von Wasserstoff in Kupfer geschehen?

    <p>Wasserdampf kann Werkstofftrennungen verursachen.</p> Signup and view all the answers

    Wie werden Kupfer-Legierungen hauptsächlich verfestigt?

    <p>Durch misch-kristallverfestigung mit bestimmten Elementen.</p> Signup and view all the answers

    Welches Element in einem Kupfer-Legierungssystem könnte zur Bruchdehnung beitragen?

    <p>Zink.</p> Signup and view all the answers

    Welche Reaktion beschreibt die Wasserstoffaufnahme in Kupfer bei Schweißprozessen?

    <p>H2 + Cu2O → 2Cu + H2O</p> Signup and view all the answers

    Was geschieht mit dem Härtemaximum, wenn die Auslagerungstemperatur steigt?

    <p>Das Härtemaximum sinkt.</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen über die Ausscheidungshärtung ist korrekt?

    <p>Die Löslichkeit von Fremdatomen im Wirtsgitter nimmt mit steigender Temperatur zu.</p> Signup and view all the answers

    Welche Härte HB wird bei 300°C nach längerer Auslagerungszeit typischerweise erreicht?

    <p>Ca. 80 HB</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die Ostwald-Reifung in Bezug auf Ausscheidungen?

    <p>Es handelt sich um eine negative Entwicklung der Ausscheidungen.</p> Signup and view all the answers

    Wie verhält sich die Härte in Abhängigkeit von der Zeit bei der Ausscheidungshärtung?

    <p>Die Härte erreicht ein Maximum und nimmt dann ab.</p> Signup and view all the answers

    Welche Zonen werden im Zusammenhang mit dem Guinier-Preston untersucht?

    <p>Koherente und inkohärente Zonen.</p> Signup and view all the answers

    Welches Phänomen tritt auf, wenn die Lösung von Fremdatomen im Wirtsgitter zu hoch ist?

    <p>Abnahme der Anzahl an Ausscheidungen.</p> Signup and view all the answers

    Welcher Aspekt wird in der Härte-Halterbarkeit von Al-Cu Systemen nicht berücksichtige?

    <p>Einfluss von mechanischen Belastungen.</p> Signup and view all the answers

    Welcher der folgenden Faktoren hat keinen Einfluss auf die Dehngrenze von Legierungen?

    <p>Schmelztemperatur</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Elemente sind entscheidend für die innere Oxidationsbeständigkeit von Ni-Legierungen?

    <p>Al und Si</p> Signup and view all the answers

    Welches Element ist nicht an der Mischkristallhärtung von zunderfesten Ni-Legierungen beteiligt?

    <p>Al</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Legierungselemente ist besonders wichtig für die Korrosionsbeständigkeit in wässrigen Medien?

    <p>Cu</p> Signup and view all the answers

    Welcher E-Modul-Wert könnte typisch für hochwarmfeste Ni-Legierungen sein?

    <p>210 GPa</p> Signup and view all the answers

    Was geschieht mit der Zugfestigkeit bei Steigerung des Nickelgehalts in einer Legierung?

    <p>Sie nimmt zu</p> Signup and view all the answers

    Welches Element sollte vermieden werden, um eine hohe Korrosionsbeständigkeit in wässrigen Medien zu gewährleisten?

    <p>Fe</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Eigenschaften beschreibt am besten die Bruchdehnung bei Ni-Legierungen?

    <p>Variable zwischen 2 und 60 %</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die Gitterstruktur des Rein-Magnesiums bezüglich seiner Verformbarkeit bei niedrigen Temperaturen?

    <p>Es ist schlecht kalt umformbar, besser bei 220°C.</p> Signup and view all the answers

    Wie viele Gleitsysteme hat die hdp-Gitterstruktur (hoch-dicht gepackt)?

    <p>3 Gleitsysteme</p> Signup and view all the answers

    Welche Gleitebene wird für die kubisch flächenzentrierte (Kfz) Gitterstruktur verwendet?

    <p>{111}</p> Signup and view all the answers

    In Bezug auf die Gleitmechanismen unterscheidet sich die hexagonal dicht gepackte (hdp) Struktur von kubisch raumzentrierter (Krz) Struktur durch?

    <p>Eindeutige definierte Gleitebene und Gleitrichtung.</p> Signup and view all the answers

    Was sind die beiden wichtigsten Legierungselemente für Magnesium-Legierungen?

    <p>Aluminium und Zink</p> Signup and view all the answers

    Welche Gleitmechanismen sind in der hdp-Gitterstruktur definiert?

    <p>Basalgleitung, Prismengleitung, Pyramidalgleitung</p> Signup and view all the answers

    Wie heben sich die Gleitsysteme der krz-Gitterstruktur voneinander ab?

    <p>Jedes Gleitmechanismus hat unterschiedliche Gleitebenen.</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Beziehung zwischen der Temperatur und der Umformbarkeit von Rein-Magnesium?

    <p>Die Umformbarkeit verbessert sich bei höheren Temperaturen.</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Leichtmetalle

    • Magnesium, Titan, Aluminium, Kupfer, Nickel sind einige Leichtmetalle mit Dichte ρ < 5 g/cm³.
    • Schwermetalle wie Kobalt haben eine Dichte ρ > 5 g/cm³.

    Magnesium

    • Reines Magnesium weist eine hexagonal-dichteste Packung (hdp) auf.
    • Aus der hdp Gitterstruktur ergeben sich nur 3 Gleitsysteme, was die Kaltumformbarkeit bei Raumtemperatur einschränkt; bessere Verformungseigenschaften bei 220°C.

    Gleitsysteme

    • Kubisch-flächenzentriertes Gitter (Kfz) hat definierte Gleitebenen {111} und 12 Gleitsysteme.
    • Kubisch-raumzentriertes Gitter (Krz) hat keine definierten Gleitebenen, sondern nur definierte Gleitrichtungen, was 24 Gleitsysteme ermöglicht.
    • Für die hdp Struktur hat die Basisgleitung 3 Gleitsysteme.

    Legierungselemente für Magnesium

    • Aluminium und Zink sind die beiden wichtigsten Legierungselemente für Magnesiumlegierungen.
    • Temperaturabhängigkeit der Härte bei Ausscheidungshärtung: Mit steigender Temperatur sinkt das Härtemaximum aufgrund höherer Löslichkeit im Wirtsgitter.

    Kupfer

    • Kaltverformung von Kupfer hat folgende Einflüsse:
      • Bruchdehnung nimmt ab.
      • Zugfestigkeit steigt.
      • Härte nimmt bis zu einem gesättigten Zustand zu.
    • O-freies Kupfer sollte für Schmelzschweißen verwendet werden, um Wasserstoffkrankheit zu vermeiden, welche Werkstofftrennungen verursacht.

    Kupferlegierungen

    • Mischkristallverfestigung von Kupferlegierungen erfolgt durch Zink, Zinn, Nickel je nachdem, welche Elemente legiert sind.
    • Physikalische Eigenschaften von Kupfer:
      • Dichte: 8,88 g/cm³
      • Schmelztemperatur: 1435 °C
      • E-Modul: 210 GPa
      • Zugfestigkeit: 370…700 N/mm²
      • Bruchdehnung: 2…60 %

    Nickel

    • Zunahme des Nickelgehalts in Legierungen führt zu einer Erhöhung der Dehngrenze.
    • Hochtemperaturkorrosionsbeständigkeit gegen äußere Oxidation durch Cr und Mo sowie innere Oxidation durch Al und Si.
    • Korrosionsbeständigkeit in wässrigen Medien wird durch Cr, Mo und Cu verbessert.
    • Mischkristallhärtung von Nickellegierungen erfolgt durch Elemente wie Mn und Si.
    • Hochwarmfeste Nickellegierungen nutzen Ausscheidungshärtung durch Al und Ti.

    Anwendungen von Ni-Basis Superlegierungen

    • Ni-Basis Superlegierungen finden Einsatz in Hochtemperatur- und Korrosionsanwendungen, unter anderem in der Luftfahrt- und Energietechnik.
    • Verfestigungsmechanismen: Mischkristallverfestigung und Ausscheidungshärtung werden bei diesen Legierungen eingesetzt.

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    Dieses Quiz behandelt die Eigenschaften von Leichtmetallen, insbesondere Magnesium, sowie deren Gleitsysteme und Legierungselemente. Erfahren Sie mehr über die Struktur und Verformungseigenschaften von Magnesium und seine Legierungen. Testen Sie Ihr Wissen über Leichtmetalle und deren Anwendungen.

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