Werkstofftechnik II Übung

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?

Platin Signup and view all the answers

Was ist eine Eigenschaft von Keramiken?

Sie sind sehr spröde Signup and view all the answers

Welches Material hat die höchste Dichte unter den genannten?

Kobalt Signup and view all the answers

Was sind Leichtmetalle?

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

In welcher Kategorie wird Kupfer eingeordnet?

Schwermetall Signup and view all the answers

Welche der folgenden Metalle gehören zu den Leichtmetallen?

Titan Signup and view all the answers

Was ist die Gitterstruktur von reinem Aluminium?

Kubisch flächenzentriert Signup and view all the answers

Welche der folgenden Eigenschaften beschreibt nicht Aluminium?

Hohe Dichte Signup and view all the answers

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

Schwermetalle Signup and view all the answers

Welche Anwendung ist typischerweise nicht mit Aluminium verbunden?

Energiegewinnung Signup and view all the answers

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

Magnesium Signup and view all the answers

In welcher Anwendung werden Leichtmetalle wie Aluminium typischerweise verwendet?

Verkehrstechnische Anlagen Signup and view all the answers

Welche der folgenden Eigenschaften trifft typischerweise auf Leichtmetalle zu?

Gute Korrosionsbeständigkeit Signup and view all the answers

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

Niedrigste Dichte aller technisch nutzbaren Metalle Signup and view all the answers

Was ist eine wichtige Nachteilseigenschaft von Magnesium?

Oxidation an der Luft ohne Schutz Signup and view all the answers

Welches Gießverfahren ist für Magnesium-Gusslegierungen geeignet?

Druckguss Signup and view all the answers

Welches Element verbessert die Warmfestigkeit von Magnesium-Legierungen erheblich?

Thorium (Th) Signup and view all the answers

Welcher Faktor trägt zur Kornfeinung in Magnesium-Legierungen bei?

Zirkonium (Zr) Signup and view all the answers

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

Erhöhte Zugfestigkeit nach Wärmebehandlung Signup and view all the answers

Wie hoch ist der Ausdehnungskoeffizient von Magnesium?

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

Welches Element ist nicht für die Mischkristallverfestigung von Magnesium bekannt?

Zirkonium (Zr) Signup and view all the answers

Welche Dichte hat Aluminium im Vergleich zu Stahl?

Deutlich niedriger als Stahl Signup and view all the answers

Welcher Schmelztemperaturwert gilt für Aluminium?

660 oC Signup and view all the answers

Was beschreibt den Ausdehnungskoeffizienten von Aluminium im Vergleich zu Stahl?

Er ist höher als der von Stahl. Signup and view all the answers

Welcher Wert beschreibt die Zugfestigkeit von Aluminium?

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

Welche Aussage zur Korrosionsbeständigkeit von Aluminium ist korrekt?

Korrosionsbeständigkeit verschlechtert sich durch Fremdatome. Signup and view all the answers

Welche Aluminiumlegierungen sind nicht umformbar?

Gusslegierungen Signup and view all the answers

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

65 GPa Signup and view all the answers

Was ist die Bruchdehnung von Aluminium?

4…50% Signup and view all the answers

Welche der folgenden Aussagen über Knetlegierungen sind korrekt?

Knetlegierungen sind umformbar. Signup and view all the answers

Was ist eine Folge der Mischkristallhärtung bei Aluminiumlegierungen?

Die Festigkeit der Legierung wird erhöht. Signup and view all the answers

Warum sind Aluminium-Magnesium-Legierungen nicht gut aushärtbar?

Weil die Festigkeitssteigerung gering ist. Signup and view all the answers

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

Mg, Zn Signup and view all the answers

Welche der folgenden Aussagen über Gusslegierungen ist korrekt?

Gusslegierungen sind nicht umformbar. Signup and view all the answers

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

Cu, Si & Mg Signup and view all the answers

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

Wärmebehandlung und anschließendes Abkühlen. Signup and view all the answers

Wie führt Korngrenzenverfestigung zu einer Verbesserung der Festigkeit von Aluminiumlegierungen?

Durch das Verhindern der Bewegung von Versetzungen. 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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Description

Dieses Quiz behandelt die Übung in Werkstofftechnik II, einschließlich Themen wie Magnesium und Titan. Es ist geeignet für Studierende an der Universität Duisburg-Essen. Testen Sie Ihr Wissen über die relevanten Werkstoffe und deren Eigenschaften.