Werkstofftechnik II Übung
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Questions and Answers

Was beschreibt die Dichte von Materialien?

  • Die Fähigkeit eines Materials, Wärme zu leiten
  • Das Gewicht eines Materials im Vergleich zu seiner Größe (correct)
  • Die Festigkeit eines Materials unter Druck
  • Der Widerstand eines Materials gegen Verformung

    • Welche der folgenden Legierungen fällt in die Kategorie der Leichtmetalle?

  • Eisen
  • Kobalt
  • Titan (correct)
  • Nickel

    • Welche Gitterstruktur hat reines Magnesium?

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

    • Welches dieser Materialien wird als Schwermetall klassifiziert?

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

    Was ist eine Eigenschaft von Keramiken?

    <p>Sie sind sehr spröde</p> Signup and view all the answers

    Welches Material hat die höchste Dichte unter den genannten?

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

    Was sind Leichtmetalle?

    <p>Metalle mit einer Dichte von weniger als 5 g/cm³</p> Signup and view all the answers

    In welcher Kategorie wird Kupfer eingeordnet?

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

    Welche der folgenden Metalle gehören zu den Leichtmetallen?

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

    Was ist die Gitterstruktur von reinem Aluminium?

    <p>Kubisch flächenzentriert</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Eigenschaften beschreibt nicht Aluminium?

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

    Zu welcher Kategorie gehören Metalle mit einer Dichte von mehr als 5 g/cm³?

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

    Welche Anwendung ist typischerweise nicht mit Aluminium verbunden?

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

    Welche der folgenden Materialien fällt nicht in die Kategorie der Keramiken?

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

    In welcher Anwendung werden Leichtmetalle wie Aluminium typischerweise verwendet?

    <p>Verkehrstechnische Anlagen</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Eigenschaften trifft typischerweise auf Leichtmetalle zu?

    <p>Gute Korrosionsbeständigkeit</p> Signup and view all the answers

    Welche physikalische Eigenschaft von Magnesium zeichnet es als leichtes Metall aus?

    <p>Niedrigste Dichte aller technisch nutzbaren Metalle</p> Signup and view all the answers

    Was ist eine wichtige Nachteilseigenschaft von Magnesium?

    <p>Oxidation an der Luft ohne Schutz</p> Signup and view all the answers

    Welches Gießverfahren ist für Magnesium-Gusslegierungen geeignet?

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

    Welches Element verbessert die Warmfestigkeit von Magnesium-Legierungen erheblich?

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

    Welcher Faktor trägt zur Kornfeinung in Magnesium-Legierungen bei?

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

    Welcher der folgenden Faktoren ist nicht mit den physikalischen Eigenschaften von Magnesium verbunden?

    <p>Erhöhte Zugfestigkeit nach Wärmebehandlung</p> Signup and view all the answers

    Wie hoch ist der Ausdehnungskoeffizient von Magnesium?

    <p>25 × 10^-6/K</p> Signup and view all the answers

    Welches Element ist nicht für die Mischkristallverfestigung von Magnesium bekannt?

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

    Welche Dichte hat Aluminium im Vergleich zu Stahl?

    <p>Deutlich niedriger als Stahl</p> Signup and view all the answers

    Welcher Schmelztemperaturwert gilt für Aluminium?

    <p>660 oC</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt den Ausdehnungskoeffizienten von Aluminium im Vergleich zu Stahl?

    <p>Er ist höher als der von Stahl.</p> Signup and view all the answers

    Welcher Wert beschreibt die Zugfestigkeit von Aluminium?

    <p>40...180 N/mm²</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage zur Korrosionsbeständigkeit von Aluminium ist korrekt?

    <p>Korrosionsbeständigkeit verschlechtert sich durch Fremdatome.</p> Signup and view all the answers

    Welche Aluminiumlegierungen sind nicht umformbar?

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

    Welcher Wert beschreibt den E-Modul von Aluminium im Vergleich zu Stahl?

    <p>65 GPa</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Bruchdehnung von Aluminium?

    <p>4…50%</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen über Knetlegierungen sind korrekt?

    <p>Knetlegierungen sind umformbar.</p> Signup and view all the answers

    Was ist eine Folge der Mischkristallhärtung bei Aluminiumlegierungen?

    <p>Die Festigkeit der Legierung wird erhöht.</p> Signup and view all the answers

    Warum sind Aluminium-Magnesium-Legierungen nicht gut aushärtbar?

    <p>Weil die Festigkeitssteigerung gering ist.</p> Signup and view all the answers

    Welche Elemente sind bekannt für die Mischkristallverfestigung in Al-Knetlegierungen?

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

    Welche der folgenden Aussagen über Gusslegierungen ist korrekt?

    <p>Gusslegierungen sind nicht umformbar.</p> Signup and view all the answers

    Welche Legierungselemente sind typisch für die Ausscheidungsverfestigung von Aluminium-Legierungen?

    <p>Cu, Si &amp; Mg</p> Signup and view all the answers

    Was sind mögliche Schritte in dem Verfahren der Ausscheidungshärtung bei Aluminiumlegierungen?

    <p>Wärmebehandlung und anschließendes Abkühlen.</p> Signup and view all the answers

    Wie führt Korngrenzenverfestigung zu einer Verbesserung der Festigkeit von Aluminiumlegierungen?

    <p>Durch das Verhindern der Bewegung von Versetzungen.</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Magnesium

    • Reines Magnesium hat eine hexagonale dichteste Packung (hdp) als Gitterstruktur.
    • Wichtige Legierungselemente: Mangan (Mn) zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit, Aluminium (Al) für Mischkristallverfestigung.
    • Zink (Zn) und Thorium (Th) sind bedeutende Legierungselemente; Th erhöht die Warmfestigkeit bis 220°C bzw. 300°C.

    Physikalische Eigenschaften von Magnesium

    • Dichte: 1,74 g/cm³, geringste Dichte aller technisch nutzbaren Metalle.
    • Schmelztemperatur: 649 °C.
    • Ausdehnungskoeffizient: 25 × 10⁻⁶/K.
    • Elastizitätsmodul: 45 GPa.
    • Zugfestigkeit zwischen 80 und 180 N/mm² mit einer Bruchdehnung von 1 bis 12 %.
    • Nachteile: geringe Umformbarkeit, ausgeprägte Textur nach Kaltwalzen, Oxidation bei ungeschützten Teilen.

    Gießverfahren für Magnesium-Gusslegierungen

    • Sandguss: kostengünstig, verlorene Form.
    • Kokillenguss: teurer, Dauerform.
    • Druckguss: verwendet in Leichtbau, Verkehrs-, Medizintechnik; ebenfalls Dauerform.

    Aluminium

    • Reines Aluminium hat eine kubisch flächenzentrierte (kfz) Gitterstruktur.
    • Dichte: 2,70 g/cm³, verglichen mit Stahl (ca. 7,85 g/cm³).
    • Schmelztemperatur liegt bei 660 °C.
    • Ausdehnungskoeffizient: 23,8 × 10⁻⁶/K (Stahl ca. 11,5 × 10⁻⁶/K).
    • Elastizitätsmodul: 65 GPa (Stahl ca. 210 GPa).
    • Zugfestigkeit: 40 bis 180 N/mm², Bruchdehnung von 4 bis 50 %.
    • Gute Korrosionsbeständigkeit dank Bildung einer Deckschicht (Al₂O₃) an Luft; Fremdatome können diese Beständigkeit beeinträchtigen.

    Aluminiumlegierungen

    • Knetlegierungen sind umformbar, geeignet für Halbzeuge.
    • Gusslegierungen sind nicht umformbar, z.B. solche mit 12,5 % Si.
    • Festigkeitssteigerung bei nicht aushärtbaren Al-Legierungen durch Kaltverfestigung, Mischkristallhärtung (z.B. mit Mg, Zn) und Korngrenzenverfestigung.
    • Legierungselemente für Mischkristallverfestigung: Mg, Zn; für Ausscheidungsverfestigung: Cu, Si & Mg (Mg₂Si-Ausscheidungen).

    Aushärtbarkeit von Aluminium-Magnesium-Legierungen

    • Al-Mg-Legierungen sind nicht effektiv aushärtbar trotz möglicher Festigkeitssteigerung.
    • Bevorzugte Ausscheidung von Al₃Mg₂ an Korngrenzen führt zu Versprödung und schlechterer Korrosionsbeständigkeit.

    Verfahrensschritte für Ausscheidungshärtung

    • Notwendige Schritte sind hinsichtlich der spezifischen Legierungselemente und der Behandlungstemperaturen zu beachten (konkrete Schritte fehlen im Text).

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