Materialwissenschaft: Kaltverformung von Kupfer
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Questions and Answers

Welche Packungsstruktur hat Kobalt bei Raumtemperatur?

  • Kubisch dicht gepackt (kdp)
  • Tetrahedral
  • Kubisch flächenzentriert (kfz)
  • Hexagonal dicht gepackt (hdp) (correct)

    • Welcher E-Modul wird für Co-Cr-Mo-Legierungen angegeben?

  • 250 GPa
  • 210 GPa (correct)
  • 180 GPa
  • 150 GPa

    • Welche der folgenden Eigenschaften gehört nicht zu Co-Cr-Mo-Legierungen?

  • Hohe Härte
  • Niedrige Dichte (correct)
  • Herausragende Korrosionsbeständigkeit
  • Hohe Elastizität

    • Was ist die Schmelztemperatur von Co-Cr-Mo-Legierungen?

    <p>1495 °C (B)</p> Signup and view all the answers

    Bei welcher Temperatur hat Kobalt die kubisch flächenzentrierte Struktur (kfz)?

    <p>Bei 450 °C (A)</p> Signup and view all the answers

    Wie verändert sich die Bruchdehnung von Kupfer bei Kaltverformung?

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

    Welchen Veränderung zeigt die Zugfestigkeit von Kupfer nach Kaltverformung?

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

    Wie verhält sich die Härte von Kupfer während der Kaltverformung?

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

    Warum sollte O-freies Kupfer für das Schmelzschweißen verwendet werden?

    <p>Um Wasserstoffaufnahme aus Schweißgasen zu verhindern. (A)</p> Signup and view all the answers

    Was führt zur Versprödung von Kupfer während des Schmelzschweißens?

    <p>Wasserdampf auf Primärkorngrenzen. (B)</p> Signup and view all the answers

    Was passiert bei der Reaktion von Wasserstoff mit Kupferoxid bei der Schweißung?

    <p>Es entsteht reines Kupfer und Wasser. (C)</p> Signup and view all the answers

    Durch welche Elemente werden Kupfer-Legierungen mischkristallverfestigt?

    <p>Durch Elemente wie Zink oder Aluminium. (D)</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die Veränderung der mechanischen Eigenschaften von Kupfer bei Kaltverformung?

    <p>Die Zugfestigkeit erhöht sich, aber Bruchdehnung nimmt ab. (C)</p> Signup and view all the answers

    Welche Dichte hat das Material angegeben?

    <p>8,88 g/cm³ (D)</p> Signup and view all the answers

    Welcher Effekt hat ein Anstieg des Nickelgehalts auf die Dehngrenze einer Legierung?

    <p>Die Dehngrenze nimmt zu. (A)</p> Signup and view all the answers

    Welche Legierungselemente sind entscheidend für die Korrosionsbeständigkeit in wässrigen Medien?

    <p>Cr, Mo, Cu (C)</p> Signup and view all the answers

    Welches Element wird für die ausscheidungshärtenden Eigenschaften von hochwarmfesten Ni-Legierungen verwendet?

    <p>Al (B)</p> Signup and view all the answers

    Wie hoch ist die Schmelztemperatur des Materials?

    <p>1435 °C (A)</p> Signup and view all the answers

    Welche Elemente sind für die innere Oxidationsbeständigkeit durch eindiffundiertes O2 verantwortlich?

    <p>Al, Si (A)</p> Signup and view all the answers

    Welcher E-Modul ist für das Material angegeben?

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

    In welchen Bereichen werden Ni-Basis Superlegierungen typischerweise verwendet?

    <p>Kraftwerksanlagen (B)</p> Signup and view all the answers

    Welche Art der Härtung nutzen Ni-(Super)legierungen zur Verbesserung der Wärmebeständigkeit?

    <p>Mischkristallhärtung (D)</p> Signup and view all the answers

    Welcher Zugfestigkeitsbereich wird für das Material angegeben?

    <p>370-700 N/mm² (C)</p> Signup and view all the answers

    Welche Sorte von Bronze wird typischerweise für Armaturen und Glocken verwendet?

    <p>Glockenbronze mit ca. 20 - 22 % Sn (A)</p> Signup and view all the answers

    Was ist die typische Anwendung für Bronze mit einem Zinnanteil von 5 - 8 %?

    <p>Kaltverfestigte Drähte für Relaisfedern (B)</p> Signup and view all the answers

    Welcher Zinnanteil ist für hartgezogene Drähte für Freileitungen typisch?

    <p>&lt; 1 % Sn (C)</p> Signup and view all the answers

    Welche Art von Bronze umfasst Zinnanteile zwischen 9 und 14 %?

    <p>Gusslegierungen (A)</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Angaben trifft auf die Glühzeiten von Bronze mit bis zu 6 % Sn zu?

    <p>24h bei 650°C (D)</p> Signup and view all the answers

    Welche Verwendung haben Drähte mit einem Zinnanteil zwischen 9 und 14 %?

    <p>Siebe (A)</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt am besten die Glockenbronze?

    <p>Hat ca. 20 - 22 % Sn (C)</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Eigenschaften ist nicht typisch für Bronze mit bis zu 9 % Sn?

    <p>Hartgezogene Drähte (D)</p> Signup and view all the answers

    Welcher Zinnanteil wird für weiche Drähte verwendet?

    <p>9 - 14 % Sn (B)</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Anwendungen erfordert einen Zinngehalt von weniger als 1 %?

    <p>Hartgezogene Drähte für Freileitungen (A)</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Anwendungen gehört nicht zu Nickel?

    <p>Magnesiumlegierungen (A)</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die Dichte der Leichtmetalle?

    <p>Dichte ρ &lt; 5 g/cm³ (D)</p> Signup and view all the answers

    Welche Gitterstruktur hat reines Nickel?

    <p>Kubisch flächenzentriert (kfz) (C)</p> Signup and view all the answers

    Welche Eigenschaft ist nicht typisch für Nickel-Legierungen?

    <p>Niedrige Dichte (C)</p> Signup and view all the answers

    Welches Element ist nicht als Schwermetall klassifiziert?

    <p>Aluminium (A)</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen über Nickel ist falsch?

    <p>Nickel hat eine grafitische Struktur. (A)</p> Signup and view all the answers

    Welches der folgenden Metalle hat die höchste Dichte?

    <p>Nickel (C)</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Hauptkomponente in dem Ring aus Cu-Ni?

    <p>Nickel (C)</p> Signup and view all the answers

    Was ist eine häufige Eigenschaft von keramischen Materialien?

    <p>Hohe Temperaturbeständigkeit (C)</p> Signup and view all the answers

    Welches Metall wird als leicht klassifiziert?

    <p>Titan (A)</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Kaltverformung von Kupfer

    • Bruchdehnung nimmt ab durch Kaltverformung.
    • Zugfestigkeit steigt bei Kaltverformung.
    • Härte erhöht sich bis zu einem gesättigten Zustand.

    Schmelzschweißen von Kupfer

    • Nur O-freies Kupfer verwenden, um Wasserstoffkrankheit zu vermeiden.
    • H2 + Cu2O → 2Cu + H2O; führt zur Versprödung durch Wasserdampf an Primärkorngrenzen.

    Kupfer-Legierungen und deren Eigenschaften

    • Technische Bronzen:
      • bis 6 % Sn: vertretbare Glühzeiten (24h/650°C).
      • bis 9 % Sn: Knetlegierungen.
      • bis 9-14 % Sn: Gusslegierungen.
      • 20-22 % Sn: Glockenbronze.
    • Anwendungen:
      • < 1 % Sn: hartgezogene Drähte für Freileitungen.
      • 5-8 % Sn: kaltverfestigte Relaisfedern.
      • 9-14 % Sn: weiche Drähte für Siebe.
      • 20 % Sn: Armaturen, Glocken.

    Cu-Ni-Legierungen

    • Anwendungen umfassen:
      • Versilberte Tafelgeräte und Bestecke.
      • Wärmetauscher aus Nickel-Messing.
      • Münzen.

    Materialien und deren Eigenschaften

    • Leichtmetalle: Magnesium, Titan, Aluminium.
    • Schwermetalle: Kupfer, Nickel, Kobalt.
    • Keramiken sind ebenfalls ein wichtiger Werkstoff.

    Eigenschaften von Nickel

    • Gitterstruktur: kubisch flächenzentriert (kfz) – gut kalt verformbar.
    • Physikalische Eigenschaften:
      • Dichte: 8,88 g/cm³.
      • Schmelztemperatur: 1435 °C.
      • Ausdehnungskoeffizient: 13 x 10^-6/K.
      • E-Modul: 210 GPa.
      • Zugfestigkeit: 370-700 N/mm².
      • Bruchdehnung: 2-60 %.

    Einfluss der Legierungselemente auf Nickel

    • Zunehmender Nickelgehalt in Legierungen erhöht die Dehngrenze.
    • Hochtemperaturkorrosionsbeständigkeit entsteht durch Elemente wie Cr und Mo bei äußerer Oxidation, und Al oder Si bei innerer Oxidation.
    • Mischkristallhärtung von Ni-Legierungen durch Mn, Si und von zunderfesten Legierungen durch Cr, Co, Mo, W.

    Co-Cr-Mo-Legierungen

    • Eigenschaften:
      • Dichte: 8,9 g/cm³.
      • Schmelztemperatur: 1495 °C.
      • Ausdehnungskoeffizient: 12,5 x 10^-6/K.
      • E-Modul: 210 GPa.
      • Zugfestigkeit: ca. 890 N/mm².
      • Hohe Härte und Elastizität, gute Korrosionsbeständigkeit, biokompatibel.

    Anwendungsbeispiele für Co-Basis-Legierungen

    • Anwendungen umfassen medizinische Implantate und andere hochbeanspruchte Komponenten.

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