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Lernskript Werkstofftechnik .doc

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Faculty
Technics
Discipline
Product Engineering
Document category
Examination questions
University, School
Hamburger Fern-Hochschule - HFH
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2009
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Product Engineering

Gesenkschmieden und Gesenkformen
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SB1

-        Faktoren, die den Werkstoffpreis beeinflussen?

Verfügbarkeit, Nachfrage, Erschließungskosten, Herstellungskosten

-        Einflussgrößen, die den Anteil der Werkstoffkosten an den Gesamtkosten bestimmen?

Automatisierungsgrad der Produktion. Dadurch steigt der Werkstoffanteil relativ zu den Kosten am Gesamterzeugnis. Rohstoffpreise, Fertigungsverfahren und -kosten, Konstruktion

-        Nennen Sie 4 Maßnahmen mit denen sich Werkstoff einsparen lässt.

Leichtbau, Fertigungsabfall senken, Verschleiss- und Korrosionsschäden mindern, Recycling verbessern, Einsatz von Verbundwerkstoffen

-        Begründen Sie warum Werkstoffe ein hohes Innovationspotential für Erzeugnisse haben.

Sie ermöglichen in ihrer Weiterentwicklung neue technische Lösungen, durch neue Materialien oder herkömmliche mit modifizierten Eigenschaften.

-        Sie werden hinsichtlich verbesserter Eigenschaftswerte wie Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit entwickelt.

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Recycling

Energiebedarf bei der Herstellung der Werkstoffe

Energieverbrauch beim Betreiben der Erzeugnisse

Umweltbelastung bei der Herstellung der Werkstoffe

-        Nennen Sie 3 Ziele des nachhaltigen Wirtschaftens.

Senkung : 1. des Energieverbrauchs, 2. der Schadstoffemission 3. des Ressourcenverbrauchs

-        Was verstehen Sie unter Werkstoffrecycling in ganzheitlichen Umweltschutz?

Innerhalb eines PLZ geschlossene Stoffkreisläufe, so dass keine deponierbedürfigen Reste mehr auftreten.

-        Nach welchen Schrottarten wird im Recycling unterschieden?

Rücklaufschrott, Neuschrott, Altschrott

Thema: Struktur und Bindung- Eigenschaften der Werkstoffe

-        Beschreiben Sie die Struktur eines Kristalls sowie eines amorphen Werkstoffs (+typische Werkstoffgruppe).

Ein Kristall besitzt eine dreidimensionale periodische Anordnung von Gitterbausteinen (Atome, Ionen oder Moleküle). Fehlt in Festkörpern diese Anordnung, so liegt eine amorphe Struktur vor.

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Kristalline Strukturen: Metalle oder Keramiken

Amorphe Strukturen: Kunststoffe oder Gläser

-        Benennen Sie die Kristallgitter (+jeweils Beispiel für ein Metall)

Kubisch-flächenzentriert: alpha Fe, Cr, Mo

Kubisch-raumzentriert: y-Fe, Ag, Au, Cu

Hexagonal dichteste Packung: Mg, Zn,

-        Die Realstruktur eines Kristalls unterscheidet sich von der Idealstruktur durch Abweichungen. Nennen Sie 3 grundsätzliche Arten dieser. +ein Beispiel und ein Beispiel für die Beeinflussung der Werkstoffeigenschaften.

1. Nulldimensionale: Leerstellen und Zwischengitteratome behindern in Folge von Gitterverzerrungen die Gleitprozesse und führen zu Festigkeitserhöhung

Bild ( 04.11.2006) Aufgabe1)

2. Eindimensionale: Versetzungen beeinflussen die plastische Verformbarkeit und führen damit zu einer höheren Streckgrenze und Festigkeit.

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-        Erläutern Sie Isotropie, Anisotropie, Quasiisotropie, Textur.

Isotropie: Richtungsunabhängigkeit der Werkstoffeigenschaften

Anisotropie: Richtungsabhängigkeit der Werkstoffeigenschaften

Quasiisotropie: Scheinbare Isotropie durch unterschiedliche Orientierung der Kristallite, so das makroskopisch eine Richtungsunabhängigkeit existiert.

Textur: Durch ausgerichtete Gitterebenen entsteht eine Richtungsabhängigkeit der Werkstoffeigenschaften. (z.B. durch Walzen, Ziehen, Gießen)

-          Benennen und skizzieren Sie die vier Arten der chemischen Bindung.

-          Welchen Einfluss hat die Bindungsenergie auf die Werkstoffeigenschaften? (Zeigen Sie dieses am Beispiel einer hohen Bindungsenergie.

Eine hohe Bindungsenergie hat:

Hohe Festigkeit, Härte, Schmelzpunkt, hohe Verschleißbeständigkeit & Korrosionsbeständigkeit

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Natrium besitzt ein Elektron auf der äußeren Schale, Chlor hingegen 7 Elektronen auf der äußeren Schale. Natrium gibt ein Elektron an das Chlor , so dass wegen des Ladungsungleichgewichts beider Atome Ionen entstehen: Na+ infolge eines Elektronenmangels und Cl- infolge des Elektronenüberschusses

-        Begründen Sie warum sich Werkstoffe mit Ionenbindung im festen Zustand durch eine niedrige elektrische Leitfähigkeit und niedrige Wärmeleitfähigkeit auszeichnen

Diese lässt sich mit der festen Bindung der Elektronen an den Atomkern erklären.

-        Welche Eigenschaften resultieren aus der Ionenbindung

Hoher Schmelzpunkt, Festigkeit, Härte, Elastizitätsmodul, chemische Beständigkeit

-        Erläutern Sie die Kovalente Bindung. (Bsp. Diamant)

Bei der kovalenten Bindung wird das Streben nach einer Edelgaskonfiguration dadurch realisiert, dass mehrere Atome Elektronen gemeinsam nutzen. Hierbei kommt es zur Elektronenpaarbindung.


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