Werkstofftechnik: Kubisch Flächenzentriert

Questions and Answers

Welche physikalische Eigenschaft von Kupfer hat den größten Einfluss auf seine Anwendungen in der Elektrotechnik?

Elektrische Leitfähigkeit (correct)

Zugfestigkeit

Bruchdehnung

Wärmeleitfähigkeit

Welche Verfestigungsmechanismen werden bei Ni-Basis Superlegierungen verwendet?

Folienhärtung

Mischkristallverfestigung (correct)

Kaltverfestigung

Ausscheidungshärtung (correct)

Welches Element hat einen besonders schädlichen Einfluss auf die elektrische Leitfähigkeit von Kupfer?

Magnesium

Silizium

Aluminium

Phosphor (correct)

Welcher der folgenden Kritiken ist für die kubisch flächenzentrierte Struktur korrekt?

Es ist gut kalt verformbar. Signup and view all the answers

Wo finden Ni-Basis Superlegierungen Anwendung?

In Turbinen und Ventilkörpern Signup and view all the answers

Welcher Wärmebehandlungszustand wird typischerweise für korrosionsbeständige Legierungen bei Raumtemperatur eingesetzt?

Lösungsglühen und Abschrecken Signup and view all the answers

Was beschreibt die Gleitrichtung in einem kristallinen Werkstoff?

Die Richtung, in der sich die Kristallgitterebenen verschieben. Signup and view all the answers

Wie viele Gleitsysteme sind bei der kubisch raumzentrierten Struktur definiert?

12 Signup and view all the answers

Welche negativen Effekte können durch gussbedingte Ausscheidungen in Ni-Basis Superlegierungen verursacht werden?

Verringerung der Korrosionsbeständigkeit Signup and view all the answers

Welche Legierungen sind bekannt für ihre Anwendung in der Marine- und Chemieindustrie?

Ni-Cu-Legierungen Signup and view all the answers

Welche Temperatur hat Kupfer einen Schmelzpunkt?

1083 °C Signup and view all the answers

Wie wird die Verfestigung in Ni-Basis Superlegierungen hauptsächlich erreicht?

Durch Wärmebehandlung Signup and view all the answers

Was beschreibt der Ausdehnungskoeffizient eines Materials?

Die Menge, um die sich das Material bei Temperaturänderungen ausdehnt. Signup and view all the answers

Wie viele Gleitsysteme hat die hexagonal dichtgepackte Struktur mit definierter Gleitebene?

3 Signup and view all the answers

Was beschreibt die Struktur von α-Cobalt bei Raumtemperatur?

Hexagonal dicht gepackt Signup and view all the answers

Welche Eigenschaft ist NICHT charakteristisch für Co-Cr-Mo-Legierungen?

Niedrige Dichte Signup and view all the answers

Welcher Wert beschreibt die Zugfestigkeit von Co-Cr-Mo-Legierungen am besten?

890 N/mm² Signup and view all the answers

Welches Element ist nicht Bestandteil der Co-Cr-Mo-Legierung?

Eisen Signup and view all the answers

Wie hoch ist die Schmelztemperatur von Co-Cr-Mo-Legierungen?

1495 °C Signup and view all the answers

Welche der folgenden Eigenschaften wird für Co-Cr-Mo-Legierungen nicht festgestellt?

Geringe Härte Signup and view all the answers

Welche Auswirkungen hat die Kaltverformung auf die Bruchdehnung von Kupfer?

Die Bruchdehnung nimmt ab. Signup and view all the answers

Wie verändert sich die Zugfestigkeit von Kupfer durch Kaltverformung?

Die Zugfestigkeit nimmt zu. Signup and view all the answers

Was passiert mit der Härte von Kupfer während der Kaltverformung?

Die Härte nimmt bis zu einem gesättigten Zustand zu. Signup and view all the answers

Warum sollte man O-freies Kupfer zum Schmelzschweißen verwenden?

Es verhindert die Wasserstoffkrankheit. Signup and view all the answers

Welche chemische Reaktion führt zur Versprödung durch Wasserdampf auf Primärkorngrenzen?

H2 + Cu2O → 2Cu + H2O Signup and view all the answers

Welche Elemente sind bekannt für die Mischkristallverfestigung von Kupfer-Legierungen?

Zink und Aluminium Signup and view all the answers

Welches der folgenden Materialien kann durch den Einsatz von O-freiem Kupfer negativ beeinflusst werden?

Schweißgase Signup and view all the answers

Welches Ergebnis könnte aus der Kaltverformung von Kupfer entstehen?

Verringerung der Zähigkeit. Signup and view all the answers

Welche Eigenschaft unterscheidet NE-Metalle grundlegend von Keramiken?

Plastische Verformbarkeit Signup and view all the answers

Welche Dichte klassifiziert Metalle als Leichtmetalle?

ρ < 5 g/cm³ Signup and view all the answers

Welches Material ist bekannt für seine spröde Natur?

Keramiken Signup and view all the answers

Welche Bindungsart ist typisch für Keramiken?

Ionische Bindung Signup and view all the answers

Welches Material wird als Binderphase in WC-Co Verbundwerkstoffen eingesetzt?

Kobalt Signup and view all the answers

Welches Merkmal ist typischerweise nicht mit NE-Metallen assoziiert?

Kovalente Bindung Signup and view all the answers

Welches dieser Materialien ist ein Beispiel für ein Schwermetall?

Nickel Signup and view all the answers

Welches E-Modul ist typisch für Keramiken?

Bis zu 400 GPa Signup and view all the answers

Study Notes

Kubisch flächenzentriert (kfz)

Gut kalt verformbar.

Gleitebenen und Gleitrichtungen

Kfz: Definierte Gleitebenen {111} und Gleitrichtung, insgesamt 12 Gleitsysteme (GS).
Kristallstruktur (krz): Keine definierte Gleitebene, nur definierte Gleitrichtung auf den Ebenen {110}, {112} und {123}, insgesamt 48 GS.
Hexagonal dicht gepackt (hdp): Definierte Gleitebene {0001} und Gleitrichtung, Basisgleitung mit 3 GS.

Physikalische Eigenschaften von Kupfer

Schmelztemperatur: 1083 °C.
Ausdehnungskoeffizient: 17 x 10^-6/K.
Elastizitätsmodul: 12,5 GPa.
Elektrische Leitfähigkeit: 35…58 m/(Ohm*mm²).
Wärmeleitfähigkeit: 240…386 W/(K*m).
Zugfestigkeit: 200…360 N/mm².
Bruchdehnung: 2…45 %.

Einfluss der Reinheit auf Kupfer

Elektrische Leitfähigkeit abhängig vom Reinheitsgrad.
Lösliche Elemente (z.B. P, Fe, Co) sind besonders schädlich.
Unlösliche Elemente (z.B. O, Pb, Te) haben kaum Einfluss.

Kaltverformung von Kupfer

Bruchdehnung nimmt ab.
Zugfestigkeit nimmt zu.
Härte nimmt bis zu einem gesättigten Zustand zu.

Schmelzschweißen von Kupfer

Verwendung von O-freiem Kupfer empfohlen, um Wasserstoffkrankheit zu vermeiden.
Wasserstoff kann Reaktionen mit Kupferoxid verursachen und Werkstofftrennungen an Primärkorngrenzen hervorrufen, was zur Versprödung führt.

Kupfer-Legierungen

Mischkristallverfestigung durch verschiedene Elemente.
Anwendungen von Ni-Superlegierungen: Turbinenschaufeln, Auslassventile in 4-Takt Großdieselmotoren.

Eigenschaften von Ni-Basis Superlegierungen

Verfestigungsmechanismen: Ausscheidungshärtung und Mischkristallverfestigung.
Wärmebehandlungszustand: Lösungsglühen und Abschrecken zur Korrosionsbeständigkeit.

Co-Cr-Mo-Legierungen

Hohe Dichte: 8,9 g/cm³ und Schmelztemperatur: 1495 °C.
Ausdehnungskoeffizient: 12,5 x 10^-6/K.
Elastizitätsmodul: 210 GPa.
Zugfestigkeit: ca. 890 N/mm² mit guter biokompatibler Eigenschaft.

Anwendungen von Co-Basis-Legierungen

Panzerungen durch Auftragschweißungen.
Verwendung in künstlichen Hüftimplantaten und als Binderphase in WC-Co Verbundwerkstoffen.

Eigenschaften von NE-Metallen im Vergleich zu Keramiken

NE-Metalle: Metallische Bindung, kristallin, plastisch verformbar, zäh/duktil.
Keramiken: Kovalente/Ionenbindung, kristallin oder amorph, nicht plastisch verformbar, spröde und hoher E-Modul bis 400 GPa.

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Description

Dieses Quiz behandelt die Eigenschaften von kubisch flächenzentrierten Materialien, insbesondere deren gute Kaltverformbarkeit. Der Fokus liegt auf den definierten Gleitebenen und Gleitrichtungen im Kontext der Werkstofftechnik. Ideal für Studierende und Interessierte der Werkstoffwissenschaft.