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Werkstofftechnik II - Übung
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Werkstofftechnik II - Übung

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Questions and Answers

Welches Material hat eine Dichte von weniger als 5 g/cm³?

  • Nickel
  • Aluminium (correct)
  • Kobalt
  • Titan (correct)

    • Welche Gitterstruktur besitzt reines Magnesium?

  • Körperzentrierte Struktur
  • Hexagonal dichteste Packung (correct)
  • Kubisch zentriert
  • Kubisch flächenzentriert

    • Welches dieser Materialien zählt zu den Schwermetallen?

  • Magnesium
  • Mangan
  • Aluminium
  • Kobalt (correct)

    • Warum sind feine Späne und Schleifstaub von Titan leicht entzündlich?

    <p>Sie haben eine hohe O-Affinität.</p> Signup and view all the answers

    Welche Eigenschaft zeigt Magnesium nicht?

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

    Was ist ein wichtiges Merkmal von reinem Titan hinsichtlich der Zerspanbarkeit?

    <p>Es ist zäh und schwierig zerspanbar.</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Werkstoffe ist kein Leichtmetall?

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

    Welche Legierungselemente stabilisieren die α-Phase in Titanlegierungen?

    <p>Al, Sn, O</p> Signup and view all the answers

    Welcher Werkstoff hat eine Dichte von mehr als 5 g/cm³?

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

    Welches Element stabilisiert die β-Phase in Titanlegierungen?

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

    Was beschreibt die hexagonale dichteste Packung am besten?

    <p>Eine Anordnung von Atomen mit höchster Packungsdichte</p> Signup and view all the answers

    Welcher Grade von unlegiertem Titan hat die höchste Korrosionsbeständigkeit?

    <p>Grade1</p> Signup and view all the answers

    Welches dieser Metalle erreicht eine hohe Festigkeit im Leichtmetallbereich?

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

    Für welche Anwendung wird Grade4 von unlegiertem Titan hauptsächlich eingesetzt?

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

    Welches ist eine der Hauptanwendungen von Titanlegierungen?

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

    Was beschreibt die Zähigkeit von Titan im Kontext zu dessen Verarbeitung?

    <p>Titan hat eine hohe Zähigkeit und ist schwer zu zerspanen.</p> Signup and view all the answers

    Welche Eigenschaft hat Magnesium nicht?

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

    Welche additive Legierung verbessert die Warmfestigkeit von Magnesium-Gusslegierungen?

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

    Was ist ein Nachteil von Magnesium-Cast-Legierungen?

    <p>Oxidbildung an ungeschützten Teilen</p> Signup and view all the answers

    Welches Gießverfahren ist nicht für Magnesium-Gusslegierungen geeignet?

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

    Welches Element dient der Kornfeinung in Magnesium-Legierungen?

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

    Welche der folgenden Eigenschaften gehört nicht zu Magnesium?

    <p>Zugfestigkeit über 300 N/mm²</p> Signup and view all the answers

    Welche Eigenschaft beschreibt nicht die Mischkristallverfestigung?

    <p>Verbessert die Verformbarkeit</p> Signup and view all the answers

    Welches Material hat eine stärkere Tendenz zur Oxidation in Seeluft?

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

    Was geschieht während des Lösungsglühens?

    <p>Alle Elemente der Legierung gehen in Lösung und bilden einen homogener Mischkristall.</p> Signup and view all the answers

    Welcher Prozess wird durch schnelles Abschrecken verhindert?

    <p>Die Diffusion und Bildung von Ausscheidungen.</p> Signup and view all the answers

    Welche Temperatur ist typisch für das Auslagern von Al-Cu Legierungen?

    <p>RT-200°C.</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die Struktur eines überschrittenen Mischkristalls?

    <p>Es resultiert aus dem schnellen Abschrecken und es wird keine Diffusion ermöglicht.</p> Signup and view all the answers

    Welches der folgenden Elemente bildet Ausscheidungen in der Legierung AlMgSi?

    <p>Mg2Si.</p> Signup and view all the answers

    Welche Funktion hat das Warmauslagern in der Ausscheidungshärtung?

    <p>Ermöglicht die Bildung von stabilen Ausscheidungen durch reduzierte Beweglichkeit.</p> Signup and view all the answers

    Was bewirkt eine Erhöhung der Auslagerungstemperatur auf die Härte der Legierung?

    <p>Die Härte kann zunächst steigen und dann wieder abnehmen.</p> Signup and view all the answers

    Warum ist es wichtig, alle Elemente in Lösung zu bringen während des Lösungsglühens?

    <p>Um einen homogenen Mischkristall zu erzeugen und später eine gezielte Ausscheidung zu ermöglichen.</p> Signup and view all the answers

    Mit welchem Legierungselement wird Aluminium-Gusslegierung zur Mischkristallverfestigung verstärkt?

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

    Welche der folgenden Gießverfahren sind für Aluminium-Gusslegierungen geeignet?

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

    Welche Al-Si-Legierung ist besonders geeignet für das Gießen aufgrund eines niedrigen Schmelzpunkts?

    <p>Eutektische Legierungen</p> Signup and view all the answers

    Welche Aluminium-Gusslegierung ist generell nicht für das Schweißen geeignet?

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

    Was ist ein charakteristisches Problem bei der Schweißeignung von AlMg-Legierungen?

    <p>Rißneigung aufgrund von Oxidhaut</p> Signup and view all the answers

    Welche Eigenschaften macht AlSiMg-Gusslegierungen schweißgeeignet bei Sandgussverfahren?

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

    Was ist ein häufiges Problem bei der Schweißbarkeit von AlSiCu-Legierungen?

    <p>Rißneigung wegen Dehnung</p> Signup and view all the answers

    Was ist der Hauptgrund, warum Druckgusslegierungen von Aluminium problematische Schweißeigenschaften aufweisen?

    <p>Hoher Porengehalt</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Werkstofftechnik II

    • Behandlung wichtiger Werkstoffe: Magnesium, Titan, Aluminium, Kupfer, Nickel, Kobalt und Keramiken.
    • Unterscheidung zwischen Leichtmetallen (Dichte < 5 g/cm³) und Schwermetallen (Dichte > 5 g/cm³).

    Magnesium

    • Reines Magnesium hat eine hexagonal-dichteste Packung (hdp) als Gitterstruktur.

    • Legierungsbestandteile zur Verbesserung der Eigenschaften:

      • Mangan (Mn) – erhöht die Korrosionsbeständigkeit
      • Aluminium (Al) – trägt zur Mischkristallverfestigung bei
      • Zink (Zn) und Thorium (Th) – erhöhen Warmfestigkeit bis 220°C bzw. 300°C
      • Zirconium (Zr) – fördert die Kornfeinung.

    • 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…180 N/mm²
      • Bruchdehnung: 1…12 %

    • Nachteile:

      • Schwierig umformbar, herausgebildete Textur nach Kaltwalzen schwer zu beseitigen
      • Bildung einer Oxidhaut in ungeschützten Teilen bei Luftkontakt.

    Gießverfahren für Magnesium

    • Sandguss: kostengünstig, verlorene Form, leicht entzündlich.
    • Kokillenguss: teurere Form, dauerhafte Form.
    • Druckguss: hohe O-Affinität, schwierige Zerspanbarkeit, benötigt Schutzatmosphäre.

    Titanlegierungen

    • Gruppen von Titanlegierungen: α-Legierungen, β-Legierungen, near-α-Legierungen, α+β-Legierungen.

    • Mischkristallverfestigung durch folgende Elemente:

      • Al, Sn, O stabilisieren die α-Phase.
      • V, Cr, Fe stabilisieren die β-Phase.

    • Rein-Titan wird verwendet für:

      • Orthopädische Temporärimplantate (Ti4, Grade 4).
      • Titanbeschichtungen.

    • Unterteilung unlegierten Titans in Grade 1-4:

      • Grade 1: höchste Korrosionsbeständigkeit und Formbarkeit.
      • Grade 4: hohe Belastbarkeit bei mäßiger Duktilität.

    Ausscheidungshärtung von Legierungen

    • Verfahrensschritte:

      • Lösungsglühen: Homogenisierung der Legierung bei hoher Temperatur.
      • Abschrecken: Verhinderung der Diffusion zur Bildung von Ausscheidungen, schafft einen übersättigten Mischkristall.
      • Warmauslagern: Bildung von Ausscheidungen mit geringerer Beweglichkeit der Elemente.

    • Beispiele für Legierungen und deren Behandlung:

      • AlCuMg (2xxx) mit Al2Cu-Ausscheidungen: Lösungsglühen bei 500-540°C, Auslagern bei RT-200°C.
      • AlMgSi (6xxx) mit Mg2Si-Ausscheidungen: Lösungsglühen bei 530°C, Auslagern bei 160°C.

    Aluminium-Gusslegierungen

    • Gießverfahren:

      • Sandguss: häufig verwendet für Al-Gusslegierungen.
      • Kokillenguss: besser für haltbare Gießteile.
      • Druckguss: nicht ideal wegen Porengehalt.

    • Besondere Eignung von Al-Si-Legierungen für das Gießen aufgrund des niedrigeren Schmelzpunkts.

    Schweißeignung von Aluminium-Gusslegierungen

    • AlSiMg zeigt gute Schweißeignung bei Sandguss, bedingte Eignung bei Kokillenguss, jedoch keine bei Druckguss aufgrund von Poren.
    • AlSiCu und AlMg haben Schweißprobleme aufgrund von Rißneigung und Oxidhaut mit hohem Schmelzpunkt.

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    Quiz Team

    Description

    Dieses Quiz befasst sich mit dem Thema Werkstofftechnik II, insbesondere den Werkstoffen Magnesium und Titan. Die Studierenden werden herausgefordert, ihr Wissen über diese Materialien und ihre Eigenschaften zu testen. Es ist eine wertvolle Übung für angehende Ingenieure im Bereich Werkstofftechnologie.

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