Werkstofftechnik: Einfluss der Gitterstruktur
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Questions and Answers

Warum ist Reines Magnesium schlecht kalt umformbar?

  • Es hat zwei definierte Gleitebenen.
  • Es ist bei höheren Temperaturen besser formbar. (correct)
  • Es hat eine hohe Ready-to-use-Kapazität.
  • Es hat nur drei Gleitsysteme. (correct)

    • Wie viele Gleitsysteme hat das hexagonal dicht gepackte (hdp) Gitter?

  • 6
  • 3 (correct)
  • 4
  • 12

    • Welche Gleitebene ist für Gitterstruktur bei Kfz definiert?

  • {112}
  • {0001}
  • {110}
  • {111} (correct)

    • Was ist eine charakteristische Eigenschaft des kubisch raumzentrierten (Krz) Gitters?

    <p>Es gibt keine definierte Gleitebene.</p> Signup and view all the answers

    Welche Gleitarten sind bei der hexagonal dicht gepackten Struktur (hdp) vorhanden?

    <p>Basal- und Prismengleitung</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die c/a-Verhältnis für Titan in Bezug auf seine Gleitebenen?

    <p>1,63 für Pyramidalgleitung</p> Signup and view all the answers

    Welche beiden wichtigsten Legierungselemente sind entscheidend für Mg-Legierungen?

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

    Welche Struktur hat die höchste Anzahl von Gleitsystemen?

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

    Was ist die Gitterstruktur von reinem Titan?

    <p>Hexagonales dichtestes Packung</p> Signup and view all the answers

    Wie viele Gleitsysteme sind im Gitter von reinem Titan vorhanden?

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

    Welche physikalische Eigenschaft ist nicht typisch für Titan?

    <p>Hohe elektrische Leitfähigkeit</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt am besten das Verformungsverhalten von reinem Titan?

    <p>Es ist mäßig kalt umformbar.</p> Signup and view all the answers

    Welches Verhältnis zeigt eine vorteilhafte Beziehung für Titanlegierungen in der Luftfahrt?

    <p>Hohe Zugfestigkeit zu niedrigem Gewicht</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Merkmale beschreibt am besten die Ausdehnungseigenschaft von Titan?

    <p>9 × 10-6/K</p> Signup and view all the answers

    Was muss bei der Verarbeitung von reinem Titan besonders beachtet werden?

    <p>Es erfordert hohe Energie für die Bearbeitung.</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage über die Korrosionsbeständigkeit von Titan ist korrekt?

    <p>Titan bietet hohe Korrosionsbeständigkeit in chemischen Apparaten.</p> Signup and view all the answers

    Welche physikalische Eigenschaft hat Magnesium nicht?

    <p>Zugfestigkeit von bis zu 300 N/mm²</p> Signup and view all the answers

    Welches Metall dient hauptsächlich der Kornfeinung?

    <p>Zirconium (Zr)</p> Signup and view all the answers

    Welches der folgenden Gießverfahren ist kein Verfahren für Magnesium-Gusslegierungen?

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

    Welche Substanz erhöht die Warmfestigkeit von Magnesium bis 300 °C?

    <p>Thorium (Th)</p> Signup and view all the answers

    Welches ist die häufigste Ursache für die Oxidation ungeschützter Magnesiumteile?

    <p>Sauerstoff in der Luft</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt nicht einen Nachteil von Magnesium?

    <p>Beständigkeit gegen Seeluft</p> Signup and view all the answers

    Welcher der folgenden Werte für Dichte ist korrekt für Magnesium?

    <p>1,74 g/cm³</p> Signup and view all the answers

    Wer hat signifikanten Einfluss auf die Mischkristallverfestigung von Legierungen?

    <p>Zink (Zn)</p> Signup and view all the answers

    Was passiert mit der Härte von Al-Cu Legierungen bei einer steigenden Auslagerungstemperatur?

    <p>Die Härte sinkt.</p> Signup and view all the answers

    Was ist ein Effekt der Überalterung bei der Ausscheidungshärtung?

    <p>Ostwald Reifung.</p> Signup and view all the answers

    Welche Härte hat ein Al-Cu System bei 148°C nach einer bestimmten Zeit der Ausscheidung?

    <p>Ca. 120 HB</p> Signup and view all the answers

    Welche Auslagerungstemperatur führt zur geringsten Anzahl von Ausscheidungen in einem Al-Cu System?

    <p>300°C</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen beschreibt nicht die Guinier Preston Zonen?

    <p>Sie entstehen bei sehr hoher Temperatur.</p> Signup and view all the answers

    Was ist das Hauptziel der Ausscheidungshärtung in Al-Cu Systemen?

    <p>Verbesserung der mechanischen Eigenschaften.</p> Signup and view all the answers

    Welcher Prozess beschreibt das Ausscheidungswachstum in Al-Cu Systemen?

    <p>Diffusionskontrollierter Wachstum.</p> Signup and view all the answers

    Wie verändert sich die Härte bei einer längeren Glühzeit während der Ausscheidungshärtung?

    <p>Es kommt zu einem maximalen Härtewert, der anschließend abnimmt.</p> Signup and view all the answers

    Welche Eigenschaften macht feine Späne und Schleifstaub von Ti-Legierungen leicht entzündlich?

    <p>Hohe O-Affinität</p> Signup and view all the answers

    Welche Behandlungsmethoden sind geeignet, um Ti Legierungen zu schweißen?

    <p>Schweißen unter Schutzatmosphäre</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Legierungen sind keine α-Legierungen?

    <p>Ti-6Al-4V</p> Signup and view all the answers

    Welches Element stabilisiert die α-Phase in reinem Titan?

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

    Für welche Anwendung ist unlegiertes Titan der Grade 1 ungeeignet?

    <p>Hochbelastete Maschinenteile</p> Signup and view all the answers

    Welche Eigenschaften hat Grade 4 Titan?

    <p>Hohe Belastbarkeit bei mäßiger Duktilität</p> Signup and view all the answers

    Was ist ein typisches Einsatzgebiet von Titanlegierungen?

    <p>Turbinenschaufeln in Triebwerken</p> Signup and view all the answers

    Wodurch wird die Zerspanbarkeit von Titanlegierungen erschwert?

    <p>Hohe Zähigkeit</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Gitterstruktur und Verformungsverhalten

    • Rein-Magnesium ist bei Raumtemperatur schlecht kalt umformbar, besser bei 220°C.
    • Das hdp-Gitter hat nur 3 Gleitsysteme, was die Verformbarkeit einschränkt.
    • Kfz-Gitter: definierte Gleitebene {111} und Gleitrichtung, insgesamt 12 Gleitsysteme.
    • Krz-Gitter hat eine undefinierte Gleitebene, aber definierte Gleitrichtungen, mit 48 Gleitsystemen (12 auf {110}, 12 auf {112}, 24 auf {123}).

    Legierungselemente für Mg-Legierungen

    • Wichtige Legierungselemente:
      • Mangan (Mn) für Korrosionsbeständigkeit.
      • Aluminium (Al) für Mischkristallverfestigung.
      • Zink (Zn) für eine weitere Form der Mischkristallverfestigung.
      • Thorium (Th) erhöht die Warmfestigkeit bis 220°C bzw. 300°C.
      • Zirkonium (Zr) wird zur Kornfeinung eingesetzt.

    Physikalische Eigenschaften von Magnesium

    • Dichte: 1,74 g/cm³ (geringste Dichte aller technisch nutzbaren Metalle).
    • Schmelztemperatur: 649°C.
    • Ausdehnungskoeffizient: 25 x 10^-6/K.
    • Elastizitätsmodul: 45 GPa.
    • Zugfestigkeit: 80 bis 180 N/mm².
    • Bruchdehnung: 1 bis 12 %.
    • Nachteile:
      • Schlechte Umformbarkeit im kalten Zustand.
      • Nach Kaltwalzen ausgeprägte Textur, die durch Rekristallisationsglühen nicht beseitigt werden kann.
      • Ungeschützte Teile erhalten Oxidhaut an Luft, sind in Seeluft nicht beständig.

    Gießverfahren für Magnesium-Gusslegierungen

    • Sandguss: kostengünstig, verlorene Form.
    • Kokillenguss: teurer, Dauerform.
    • Druckguss: verwendet ebenfalls Dauerform.

    Titan und seine Eigenschaften

    • Gitterstruktur: Hexagonal dichteste Packung (hdp) bis 882°C, danach krz.
    • Rein-Titan ist mäßig kalt umformbar, mit nur 3 Gleitsystemen.
    • Physikalische Eigenschaften:
      • Dichte: 4,5 g/cm³.
      • Schmelztemperatur: 1670°C.
      • Ausdehnungskoeffizient: 9 x 10^-6/K.
      • Zugfestigkeit: 240 bis 360 N/mm².
      • Elastizitätsmodul: 110 GPa.
    • Verwendung: Luftfahrt, chemische Apparate, Medizintechnik.

    Verarbeitung von reinem Titan

    • Hohe Sauerstoffaffinität, feine Späne und Schleifstaub sind leicht entzündlich.
    • Hohe Sauerstofflöslichkeit erfordert Wärmebehandlungen unter Edelgas oder Vakuum.
    • Schweißen sollte unter Schutzatmosphäre erfolgen.
    • Difficult to machine due to toughness.

    Titanlegierungen

    • Verschiedene Gruppen: α-Legierungen, β-Legierungen, near-α-Legierungen, α+β-Legierungen.
    • Mischkristallverfestigung durch Legierungselemente:
      • Aluminium, Zinn, Sauerstoff stabilisieren die α-Phase (hdp).
      • Vanadium, Chrom, Eisen stabilisieren die β-Phase (krz).

    Einsatzbereiche von reinem Titan

    • Orthopädische Temporärimplantate (z.B. Ti4).
    • Titanbeschichtungen in verschiedenen Gütegraden (Grade 1-4).
    • Grade 1: höchste Korrosionsbeständigkeit und Formbarkeit, niedrigste Belastung.
    • Grade 4: hohe Belastbarkeit, mäßige Duktilität.

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    Description

    In diesem Quiz wird der Einfluss der Gitterstruktur auf das Verformungsverhalten von Rein-Magnesium erläutert. Insbesondere wird auf die Kaltumformbarkeit und die Eigenschaften des Hdp-Gitters mit seinen Gleitsystemen eingegangen. Testen Sie Ihr Wissen über die Werkstofftechnik und die spezifischen Gleitebenen!

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