Materialkunde: Kupfer und Legierungen

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Questions and Answers

Welche Anwendung ist für technische Bronzen mit weniger als 1 % Sn geeignet?

Weiche Drähte für Siebe

Armaturen und Glocken

Kaltverfestigte Relaisfedern

Hartgezogene Drähte für Freileitungen (correct)

Welche Legierungsklasse enthält zwischen 9 und 14 % Sn?

Knetlegierungen

Glockenbronze

Hartgezogene Drähte

Gusslegierungen (correct)

Welcher Sn-Gehalt wird für kaltverfestigte Relaisfedern verwendet?

< 1 %

9 - 14 %

5 - 8 % (correct)

20 - 22 %

Was charakterisiert die sogenannte Glockenbronze?

Sie weist 20 - 22 % Sn auf Signup and view all the answers

Welche der folgenden Anwendungen ist nicht typisch für technische Bronzen?

Weiche Drähte für Relaisfedern Signup and view all the answers

Welche Bronze-Anwendung ist für einen Sn-Gehalt von 20 % typisch?

Armaturen und Glocken Signup and view all the answers

Welche Legierungselemente sind in Neusilber enthalten?

Nickel und Zink Signup and view all the answers

Was ist ein Nachteil von Neusilber im Bezug auf Spannungsrisskorrosion?

Es ist anfällig in Anwesenheit von Ammoniak und Feuchtigkeit. Signup and view all the answers

Welche der folgenden Eigenschaften trifft auf Messing zu?

Mischkristallhärtung erfolgt durch Zink. Signup and view all the answers

Welches Gitter hat α-Messing bei Raumtemperatur?

Mk (kubisch raumzentriert) Signup and view all the answers

Welches der folgenden Produkte ist KEIN typisches Anwendungsbeispiel für Messing?

Medizinische Instrumente Signup and view all the answers

Was ist ein wichtiges Merkmal von Bronze im Vergleich zu Messing?

Es enthält Zinn als Hauptlegierungselement. Signup and view all the answers

Welche Temperatur führt zu einer Mischkristallhärtung von α-Messing?

20°C Signup and view all the answers

Was ist eine häufige Anwendung von Bronze?

Musikinstrumente Signup and view all the answers

Welches Material wird nicht häufig als Wärmetauscher verwendet?

Kobalt Signup and view all the answers

Welche Eigenschaft ist typisch für Schwermetalle?

Dichte ρ > 5 g/cm³ Signup and view all the answers

Welches der folgenden Materialien ist ein bekanntes Beispiel für ein Leichtmetall?

Aluminium Signup and view all the answers

In welchem Anwendungsbereich wird Titan typischerweise nicht genutzt?

Glühbirnen Signup and view all the answers

Welche der folgenden Anwendungen ist typisch für Kobalt?

Schmuck Signup and view all the answers

Welches Metall hat typischerweise die niedrigste Dichte unter den aufgeführten?

Aluminium Signup and view all the answers

Wie beeinflusst die Kaltverformung von Kupfer die Bruchdehnung?

Die Bruchdehnung nimmt ab. Signup and view all the answers

Welchen Effekt hat Kaltverformung auf die Zugfestigkeit von Kupfer?

Die Zugfestigkeit nimmt zu. Signup and view all the answers

Wie verändert sich die Härte von Kupfer während der Kaltverformung?

Die Härte nimmt konstant zu bis zu einem gesättigten Zustand. Signup and view all the answers

Warum sollte O-freies Kupfer beim Schmelzschweißen bevorzugt werden?

Um Wasserstoffkrankheit zu vermeiden. Signup and view all the answers

Was führt zur Versprödung von Kupfer beim Schmelzschweißen?

Wasserdampf auf Primärkorngrenzen. Signup and view all the answers

Welches Element führt nicht zur Mischkristallverfestigung in Kupfer-Legierungen?

Blei. Signup and view all the answers

Welche Mineralien können bei der Kaltverformung von Kupfer reduziert werden?

Silber und Blei. Signup and view all the answers

Welche Aussage über die Zugfestigkeit von kaltverformtem Kupfer ist korrekt?

Die Zugfestigkeit steigt normalerweise mit der Kaltverformung. Signup and view all the answers

Welche Eigenschaften zeichnen Co-Cr-Mo-Legierungen nicht aus?

Niedrige Schmelztemperatur Signup and view all the answers

Welche der folgenden Temperaturen ist typisch für den Übergang von α-Cobalt zu β-Cobalt?

450 °C Signup and view all the answers

Welches der folgenden Materialien hat die höchste Zugfestigkeit?

Co-Cr-Mo-Legierung Signup and view all the answers

Welcher Ausdehnungskoeffizient ist für Co-Cr-Mo-Legierungen charakteristisch?

12,5 * 10^-6/K Signup and view all the answers

Welche Eigenschaft beschreibt nicht die biokompatiblen Eigenschaften von Co-Cr-Mo-Legierungen?

Hohe Dichte Signup and view all the answers

In welcher Kristallstruktur ist Kobalt bei Raumtemperatur angeordnet?

Hexagonal dicht gepackt (hdp) Signup and view all the answers

Study Notes

Bruchdehnung und Zugfestigkeit von Kupfer

Kaltverformung von Kupfer reduziert die Bruchdehnung.
Kaltverformung steigert die Zugfestigkeit des Materials.
Härte von Kupfer nimmt bis zu einem gesättigten Zustand zu.

Schmelzschweißen von Kupfer

Verwendung von O-freiem Kupfer ist wichtig zur Vermeidung von Wasserstoffkrankheit.
Reaktion: H2 + Cu2O → 2Cu + H2O, führt zu Werkstofftrennungen und Versprödung.

Kupfer-Legierungen und ihre Eigenschaften

Neusilber besteht aus Ni und Zn (10-25% Ni), ist optisch ähnlich wie Messing und hat bessere Anlaufbeständigkeit.
Neusilber ist anfällig für Spannungsrisskorrosion (SRK) in Anwesenheit von NH3 und H2O.

Unterschied zwischen Messing und Bronze

Messing: Legierungselement Zink (Zn), Mischkristallhärtung durch Zn.
Bronze: Legierungselement Zinn (Sn), neigt zu Seigerungen.

Gitterstruktur von Messing

α-Messing hat bei 20°C 37% Zn und weist eine kubisch raumzentrierte (krz) Struktur auf.

Anwendung von Messing

Verwendung in Produkten wie Lippenstifthülsen, Feuerzeugen, feinmechanischen Uhrenteilen, und Kugelschreiberspitzen.

Anwendung von Bronze

Technische Bronzen mit unterschiedlichen Sn-Gehalt und deren Anwendungen:
- < 1% Sn: Hartgezogene Drähte
- 5 - 8% Sn: Kaltverfestigte Relaisfedern
- 9 - 14% Sn: Weiche Drähte für Siebe
- 20% Sn: Armaturen und Glocken.

Anwendung von Cu-Ni-Legierungen

Cu-Ni-Legierungen finden Anwendung in Wärmetauschern, Kondensatoren, der chemischen Industrie, Glühbirnen, Brillengestellen und Schmuck.

Übersicht über Werkstoffe

Leichtmetalle: Magnesium, Titan, Aluminium, Kupfer.
Schwermetalle: Nickel, Kobalt.

Gitterstruktur von Kobalt

α-Kobalt hat bei Raumtemperatur eine hexagonal-dichteste Packung (hdp).
Bei hohen Temperaturen (ca. 450 °C) wechselt es zu β-Kobalt in kubisch flächenzentrierter (kfz) Struktur.

Eigenschaften von Co-Cr-Mo-Legierungen

Physikalische Eigenschaften umfassen eine Dichte von 8,9 g/cm³, Schmelztemperatur von 1495 °C und ein E-Modul von 210 GPa.
Zugfestigkeit beträgt ca. 890 N/mm², Bruchdehnung liegt bei ca. 10%.
Besondere Merkmale: hohe Härte, Elastizität, Korrosionsbeständigkeit und biokompatibel.

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Description

In diesem Quiz werden die Eigenschaften von Kupfer und seinen Legierungen behandelt, einschließlich der Auswirkungen von Kaltverformung und Schmelzschweißen. Es werden auch die Unterschiede zwischen Messing und Bronze sowie Gitterstrukturen thematisiert. Testen Sie Ihr Wissen über diese wichtigen Materialien in der Werkstoffkunde.