Werkstoffkunde Fragen, Zusammenfassungen von Werkstoffkunde

Nur auf Docsity: Lade Werkstoffkunde Fragen und mehr Zusammenfassungen als PDF für Werkstoffkunde herunter! Grenzen Sie einen Mischkristall von einem Kristallgemisch ab. - Mischkristall: Die Komponenten den Legierungen sind im festen Zustand ineinander vollständig löslich Kristallgemisch: Die Komponenten der Legierung sind im festen Zustand überhaupt nicht löslich Beschreiben Sie anhand eines Ethylen-Moleküls die Bildung eines Polyethylen-Moleküls - Entsteht durch Polymerisation - Doppelbindungen in den Ethylen-molekülen werden aufgebrochen, um eine Kette von miteinander verknüpften Molekülen zu bilden. Beschreiben Sie den Verlauf eines Kraft-Verlängerungsdiagramms für den Zugversuch. 1. Anfangszustand: Material in Ruge, Start bei 0/0 2. Elastische Deformation: Material verhält sich noch vollständig elastisch 3. Streckgrenze: Ab diesem Punkt beginnt die plastische Deformation. 4. Plastische Deformation: Streckgrenze wurde überschritten. Das Material wird plastisch verformt. 5. Festigkeitspunkt: Hier hat das Material die höchste Zugfestigkeit. Wird dieser Punkt überschritten reist das Material. 6. Necking-Phase: Das Material beginnt einzuschnüren 7. Bruchpunkt Was wird unter „Anlassen“ und unter „Vergüten“ verstanden und welchen Zweck haben die beiden Verfahren jeweils? Anlassen: - Erhitzen des gehärteten Materials auf moderate Temperatur, gefolgt von langsamer Abkühlung - Reduzieren von Härte. Sprödigkeit und inneren Spannungen - Erhöhung der Zähigkeit Vergüten: - Erhitzen des Materials auf hohe Temperatur, schnelles Abkühlen ( Abschrecken) zur Bildung martensitischer Struktur - Härten Nenne und beschreibe die drei Stufen von Recycling 1. Reduzieren/ vermeiden: widerverwendbare Produkte verwenden um weniger Müll zu produzieren 2. Wiederverwenden: Wiederverwendbare Produkte, Reparatur statt Neukauf 3. Recyceln: Materialien werden gesammelt, verarbeitet und in neue Produkte umgewandelt Nennen Sie zwei Beispiele für das Recycling von Kunststoffen. Geben Sie auch an, wie das recycelte Produkt eingesetzt wird 1. PET Flaschenrecycling. - Sammeln, reinigen, Schreddern, schmelzen Wird zu : neue PET-Flaschen, Verpackungen, Textilien 2. Polyethylen-Recycling - sammeln, zerkleinern, schmelzen zu Granulat. Wird zu: Müllsäcke, Kunststoffrohre, Outdoor-Möbel, Verpackungsmaterialien Nenne zwei Verfahren zum Recycling ovn Kunststoffen und ihre Einsatzgebiete 1.Mechanisches Recycling: - Sammlung, Zerkleinerung, Reinigung. - Schmelzen und Formen zu Granulat/Pellets. - **Einsatzgebiete:** - Verpackungsmaterialien (PET, HDPE, PP). - Baustoffe (Bodenbeläge, Holzersatz). 2. Chemisches Recycling (Pyrolyse/Depolymerisation):** - Zerlegung in chemische Bestandteile. - Pyrolyse (thermische Zersetzung) oder Depolymerisation. Primär: - Lineare Abfolge der Monomereinheiten in der Polymerkette - Bestimmt die chemische Zusammensetzung und die Reihenfolge der Monomere Sekundär: - Räumliche Anordnung oder Faltung von Teilen der Polymerkette - Kann regelmäßige Muster oder Strukturen einschließen Erkläre das Randschichthärten: Ziel: höhere Festigkeit und Verschleißfestigkeit Prozess: - Erhitzen der Oberfläche auf höhere Temperatur - Abschrecken Verfahren: Induktionshärten, Flammhärten, Laserhärten Nenne und erkläre die drei Vorgänge der pulvermetlllurgischen Verarbeitung: 1. Pulverherstellung: - Feine Pulver durch zerkleinern von Metalllegierungen und Erzen hergestellt - Mischen, mahlen, sieben um die gewünschte Partikelgröße zu erreichen 2. Verarbeitung des Pulvers - Pressen: Pulver in Matrize, unter hohem Druck in Form gepresst ( Grünkörper entsteht) - Sintern: Grünkörper ( gepresster Körper) wird in einem Ofen unter kontrollierter Atmosphäre erhitzt, Pulverpartikel verschweißen hierbei - Kalibrieren: Werkstück wird weiter verarbeitet, und in die endgültigen Maße und Formen gebracht 3. Nachbehandlung: - Wärmebehandlung: zu Anpassung der Härte, Zähigkeit etc. - Oberflächenbehandlung: Beschichtung oder Oberflächenveredelung falls gewünscht - Bearbeitung: falls nötig drehen fräsen etc Beschreibe die Auswirkungen der Kristallstruktur auf die Verformbarkeit von Metallen: 1. Kristallgitter: Anzahl der Gleitebenen 2. Kristallkorngröße: kleinere Kristallkörner -> gleichmäßigere Verformung und bessere Duktilität 3. Kristalline Fehlstellen: Leerstellen oder Versetzungen ermöglichen es Atomen leichter zu gleiten Welchen Einfluss hat die Zunahme von Kohlenstoff auf die Materialeigenschaften von Stahl? - Härte und Festigkeit: je mehr Kohlenstoffgehalt, desto härter der Stahl - Verschleißfestigkeit: je mehr Kohlenstoff, desto verschleißfester - Verformbarkeit und Zähigkeit: je mehr Kohlenstoff, desto spröder und weniger formbar - Schweißbarkeit und Bearbeitbarkeit: je mehr Kohlenstoff, desto schwieriger Gibt es bei allen vorhandenen Polymeren welche, die geordnet vollständig kristallin auftreten: Nicht alle Polymermaterialien weisen eine vollständig geordnete, kristalline Struktur auf. Die Kristallinität von Polymeren hängt von verschiedenen Faktoren ab, darunter die Molekülstruktur, der Molekulargewichtsbereich und die Verarbeitungsbedingungen. Hier sind einige Punkte zu beachten: 1. **Amorphe Polymere:** - Viele Polymermaterialien sind amorph, was bedeutet, dass ihre Moleküle keine langreichweitige Ordnung aufweisen. Beispiele hierfür sind amorphe Thermoplaste wie amorphes Polyethylen (z.B., LDPE) oder amorphes Polystyrol. 2. **Teilkristalline Polymere:** - Einige Polymere weisen sowohl amorphe als auch kristalline Bereiche auf und werden als teilkristalline Polymere bezeichnet. Beispiele hierfür sind Polyethylen hoher Dichte (HDPE), Polypropylen (PP) und Polyoxymethylen (POM). 3. **Vollständig kristalline Polymere:** - Einige Polymere können unter geeigneten Bedingungen eine vollständig kristalline Struktur ausbilden. Polyethylen niedriger Dichte (LDPE) beispielsweise zeigt eine geringe Kristallinität, während Polyethylen hoher Dichte (HDPE) unter geeigneten Bedingungen eine höhere Kristallinität erreichen kann. 4. **Verarbeitungsbedingungen:** - Die Art und Weise, wie ein Polymer verarbeitet wird, beeinflusst ebenfalls seine Kristallinität. Schnelle Abkühlung nach der Schmelze oder Zugabe von Keimbildnern können die Kristallisation begünstigen. 5. **Biopolymere:** - Einige biologisch abbaubare Polymere, wie z. B. Polyhydroxyalkanoate (PHA), können vollständig kristallin auftreten, insbesondere wenn sie durch Fermentation produziert und unter bestimmten Bedingungen gereinigt werden.