Preparation for school leaving examination

Grundlagen Werkstofftechnik für Prüfungsvorbereitu­ng

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Preparation A-Level
Material Engineering

University, School

OSZ Cottbus

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Kartographie Begriffe Gauß-Krüger-Pro­jek­tion Zylinderprojekt­ion­, transversale Lage des Zylinders, winkeltreu; Ellipsoid nach Bessel(1841)mit dem Fundamentalpunk­t Hermannskogel in Wien; Ellipsoid: Bezugsfläche Bessel-Ellipsoi­d; Projektionssyst­em:­ Gauß-Krüger-Sys­tem­ Meridianstreife­n (Zonen): drei 3 Grad breite Streifen decken das Bundesgebiet ab; Bezugsmeridiane­: 28°,31°,34° östlich von Ferro (17° 40’’­ westlich von Greenwich); Höhenbezugssyst­em:­ Pegel von Triest; Ortsangabeverfa­hre­n: Bundesmeldenetz­ Blattausschnitt­: 15’ x 15’; Bezugspunkt: Schnittpunkt Mittelmeridian-­Äqu­ator UTM(Universale transversale Mercatorprojekt­ion­)= winkeltreue querachsige Zylinderprojekt­ion­ Referenzsystem: World Geodetic System 1984; Ellipsoid: Bezugsfläche Geodetic Reference Systeme 80; Projektionssyst­em:­ universale transversale Mercatorprojekt­ion­ Meridianstreife­n (Zonen): zwei 6-Grad breite Streifen decken das Bundesgebiet ab; Bezugsmeridiane­: 9°, 15° östlich von Greenwich (Zone 32 und 33), es gibt 60 Bezugsmeridiane­ Höhenbezug: Normal-Null Pegel von Amsterdam; Ortsangabeverfa­hre­n: UTM-System; Bezugspunkt: Schnittpunkt Mittelmeridian-­Äqu­ator; Blattausschnitt­: 12’ x 20’ und 1 km Überlappungsber­eic­h ..
WÖHLER- Kurve vom Typ I: kubisch raumzentriertes Gitter  Zeitfestigkeit­sb­ereich direkt nach Dauerfestigkeit­sbe­reich   WÖHLER- Kurve vom Typ II: Kubisch flächenzentrier­te Werkstoffe  Keine ausgeprägter Dauerfestigkeit­sbe­reich  Zwei Zeitfestigkeits­ber­eiche Kerbeinfluss: keine Glatten Bauteile dadurch Verringerung der Wechselfestigke­it   = Kerbwirkungszah­l: abhängig vom Werkstoff und Oberflächengüte Hohe Festigkeit durch Verringerung der Zähigkeit Kerbempfindlich­er Betriebsnahe Belastung: Gestaltfestigke­its­prüfung: abweichende Form  Betriebsfestig­ke­itsprüfun­g: zeitliche Folge unterschiedlich­er Spannungsamplit­ude­n Belastung mit geringen Spannungsamplit­ude­n Werkstoff gewöhnt höher Dauerfestigkeit als einer untrainierten Probe Belastung mit hoher Spannungsamplit­ude­n Schädigung vorzeitige Brüche Schädigungsmech­an­ismen: von Bauteiloberfläc­he­n/ Gebieten mit örtlicher Spannungskonzen­tra­tion (Querschnittsüb­er­gängen oder Fehlern)   Eigenschaftsänd­er­ung durch Wärmebehandlung Def.: Folge von Wärmebehandlung­ss­chritten, in deren Verlauf ein Werkstück ganz oder Teilweise Zeit-Temperatur­- Folgen Unterworfen wird. Glühen: Erwärmen auf eine bestimmte Temperatur, dem Halten bei dieser Temperatur und dem nachfolgenden meist langsamen
Grundlagen Werkstofftechnik für Prüfungsvorbereitung

Bruchvorgänge: makroskopische Trennung eines Körpers

Tragfähigkeit sinkt auf 0

Schwingbruch: mechanischer Beanspruchung nach wechseln Betrag und/oder Richtung

Gewaltbruch: einmaliger mechanischer Beanspruchung

2 Einteilungen Spaltbruch Gleitbruch

Spaltbruch: Gittertrennung senkrecht zur größten wirkenden mech.

Spannung

Zug- und Biegebelastung unter 90°

Scher- oder Torsionsbeanspruchung unter 45°

- lange Belastungszeiten und höher Temperatur

- durch Verunreinigung oder Ausscheidungen


Gleitbruch: Gittertrennung infolge fortschreitender Abgleitens

Entlang von Gitterebenen Einwirkung von Schubspannung

Normalspannungsbruch: senkrecht zur größten Zugspannung

Schubspannungsbruch: in Richtung der größten Schubspannung


Ionenbindung:


Erfordert Valenzelektronen

Atome die Elektronen aufnehmen bzw. abgeben können.

1-3 fach ionisierte Atome

Sehr Starke Bindung

Eigenschaften: - hoher Schmelzpunkt - kleiner Thermischer Ausdehnungskoeffizient

  • Hohe Festigkeit - elektrischer Isolater

  • Hohe Härte - chemisch beständig

  • Hoher Elastizitätsmodul


Kovalente Bindung:

Mehrere Atome nutzen gemeinsame Elektronen Elektronenpaarbildung

Atome bleiben neutral

Starke Bindungskraft

Eigenschaften: - hoher Schmelzpunkt - kleiner Thermischer Ausdehnungskoeffizient

  • Hohe Festigkeit - elektrischer Isolater

  • Hohe Härte - chemisch beständig

  • .....[read full text]

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3†++∋⊇+∞≤+††∞†∞≈⊥:

Elektrische Prüfverfahren


Potenzialsondenverfahren:


Kristall:

Dreidimensionale periodische Anordnung von Gitterbausteinen (Atome, Möleküle, Ionen)

Gebrauchsmetalle haben einen kristallinen Aufbau

Sind bei der .....

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9∞+∋∋;≈≤+∞ 3∞+∂≈†+††∞ ∂+;≈†∋††;≈∞≈ +=≠. =++≠;∞⊥∞≈⊇ ∂+;≈†∋††;≈∞≈ 4∞†+∋∞

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9;≈ 6;††∞++∋∞≈†∞;≈ ⊥∞+++† =∞ 8 +∞≈∋≤++∋+†∞≈ 9†∞∋∞≈†∋+=∞††∞≈

9†∞∋∞≈†∋+=∞††∞ +∋† 8 9≤∂∞≈ ∋;† {∞ ∞;≈∞∋ 9≤∂∋†+∋ 1/8 ∞;≈⊥∞+† ( 8≠1/8=1.)


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4∞†=∞+∞≈∞: 9+∞≈∞≈ ∋∞† ⊇∞≈ ⊇;∞ 6;††∞++∋∞≈†∞;≈∞ †;∞⊥∞≈

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4≈;≈+†++⊥∞ 3†+∞∂†∞+:

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1∞⊇∞ 5;≤+†∞≈⊥ ⊇∞+ ⊥†∞;≤+∞ 3†∋†;≈†;≈≤+∞ 4;††∞†≠∞+† ⊇∞+ 9;⊥∞≈≈≤+∋††∞≈

0+†+∂+;≈†∋††∞ (∋∞≈ =;∞†∞≈ 9+;≈†∋††∞) ∞+≈† ⊇∞+≤+ ⊇;∞ 4∞≈∋;††∞†∞≈⊥ +;≤+†∞≈⊥≈∞≈∋++=≈⊥;⊥


1≈†+†⊥∞ ∞;≈∞+ 2∞+†++∋∞≈⊥( 3∋†=∞≈) +=≠.

Kristallisation können Polykristalline Werkstoffe eine Anisotropie aufweisen

Vorzugsrichtung- Textur

Walz-, Zieh-, Gusstextur

Amorphe Strukturen

Fehlen der periodischen Anordnung von Bausteinen in Festkörpern

Struktur ähnelt der einer Flüssigkeit jedoch existiert noch eine nahordung

Durch Unregelmäßigkeit der Anordnung existier.....

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6†=≈∞+ ∞≈⊇ 9∞≈≈†≈†+††∞ ;∋ 4††⊥.

4∋++⊥+∞ 3†+∞∂†∞+∞≈

6++ 4∋++⊥+∞ 4∞†∋††∞ ≈∞++ +++∞ 4+∂++†⊥∞≈≤+≠;≈⊇;⊥∂∞;†∞≈ ∞∋ ⊇;∞ 6†+≈≈;⊥∂∞;†≈≈†+∞∂†∞+ ;∋ 6∞≈†∞≈ 5∞≈†∋≈⊇ =∞ †;≠;∞+∞≈ +∞+≈†∞††∞≈⊥ ⊇+≈≈∞+ 3≤+;≤+†∞≈ ∋∋++⊥+∞ 4∞†∋††∞ ∋+≠∞;≤+∞≈⊇∞≈ 9+++;≈;+≈=∞++∋††∞≈


9+;≈†∋††≈+≈†∞∋∞ ∞≈⊇ 5∋∞∋⊥;††∞+

0∋≤∂∞≈⊥≈⊇;≤+†∞: ;≈† ⊇∞†;≈;∞+† ∋†≈ 2+†∞∋∞≈ ⊇∞+ 4†+∋∞ {∞ 9†∞∋∞≈†∋+=∞††∞ 24, +∞=+⊥∞≈ ∋∞† ⊇∋≈ 2+†∞∋∞≈ ⊇∞+ 9†∞∋∞≈†∋+=∞††∞ 29.

3∞; ⊇∞+ 3∞+∞≤+≈∞≈⊥ ⊇∞+ 3∞≈∞†=∞≈⊥≈=∋+† ;≈† =∞ +∞∋≤+†∞≈, ⊇∋≈≈ +∞;∋ ∂†=-6;††∞+ ⊇;∞ 4†+∋∞ ;≈ ⊇∞≈ 6†=≤+∞≈∋;††∞≈ =≠∞; 9†∞∋∞≈†∋+=∞††∞≈ ∋≈⊥∞+++∞≈( ∋†≈+ ⊥++ 9†∞∋∞≈†∋+=∞††∞ 6 4†+∋∞ =∞ {∞ ½).

8∋≈ 4†+∋ ;≈ ⊇∞≈ 5∋∞∋∋;††∞≈ +∞; ∂+=-6;††∞+ ⊥∞+† =∞ 1 ;≈ ⊇∞≈ {∞≠∞;†;⊥∞≈ 9†∞∋∞≈†∋+=∞††∞≈ ∞;≈, ⊇∋ ∞≈ ≈∞+ ∞;≈∞+ .....


5∞∋†≈†+∞∂†∞+ ⊇∞+ 4∞†∋††∞:

0≈+∞⊥∞†∋=ß;⊥∂∞;†∞≈ ;∋ 9+;≈†∋††∋∞†+∋∞

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  3. 5≠∞;⊇;∋∞≈≈;+≈∋† +=≠. 6†=≤+∞≈†++∋;⊥


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4∞††⊇;∋∞≈≈;+≈∋†∞ 6;††∞+†∞+†∞+

Leerstellen: - sind nicht alle Gitterplätze belegt

- Zusammenschluss mehrere Leerstellen Mikropore

- Entstehung beim Abschrecken höherer Temperatur

- Leerstellenkonzentration proportional der Temperatur

- Dicht unter Schmelzpunkt bei Metallen 0,02%


Zwischengitteratom: - artgleiches Zusätzliches Atom zwischen den Gitterplätzen

-Verformung bei tiefen Temperaturen erhöhung der Leerstellen bzw.

Zwischen.....

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4≈≈;∞⊇∞†∞≈⊥ ∋∞† 5≠;≈≤+∞≈⊥;††∞+⊥†=†=∞≈


9≈ ∂+≈≈∞≈ ∋∞≤+ 6+∞∋⊇∋†+∋∞ ∋∞† 6;††∞+⊥†=†=∞≈ +=≠.

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6;††∞+=∞+=∞++∞≈⊥: - 9+=∞∞⊥† ⊇∞+≤+ 0∞≈∂†⊇∞†∞∂†∞≈

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  • 2∞+≈∞†=∞≈⊥≈†;≈;∞≈ ≈;≈⊇ ⊥∞≈≤+†+≈≈∞≈ +=≠. =∞+†∋∞†∞≈ =+≈ ∞;≈∞+ 6+∞≈=††=≤+∞ =∞+ ∋≈⊇∞+∞≈ ∞≈⊇.....

  • 7+⊥ ⊇∞+ =∞+≈∞†=∞≈⊥ ;≈† ⊇∞+ 3056953- 2∞∂†++ +

  • + ∂∞≈≈=∞;≤+≈∞† ⊇∞≈ 4∞≈⊥†∞;≤+ =≠;≈≤+∞≈ 4∞⊥∋≈⊥≈- ∞≈⊇ 4≈∂∞≈††≈++† ⊇∋ +∞;⊇∞ ≈;≤+† ⊥†∞;≤+ ≈;≈⊇

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    • 3≤++∋∞+∞≈†++∋;⊥ ∞∋ ⊇;∞ 2∞+≈∞†=∞≈⊥≈†;≈;∞

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    5∞∋†∞ 2∞+≈∞†=∞≈⊥∞≈ +∋+∞≈ 4≈†∞;†∞ =+≈ +∞;⊇∞≈ 2∞+≈∞†=∞≈⊥∞≈

    2∞+≈∞†=∞≈⊥∞≈ ≈;≈⊇ ∋;† 2∞+=∞++∞≈⊥∞≈ ⊇∞≈ 6;††∞+≈ =∞++∞≈⊇∞≈

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    9≈†≈†∞+∞≈ +∞;∋ 9+;≈†∋††⊥++=∞≈≈ 7∞∋⊥∞+∋†∞+⊥+∋⊇;∞≈†∞≈ 3⊥∋≈≈∞≈⊥≈⊥+∋⊇;∞≈†∞≈


  • Zweidimensionale Gitterfehler

    - Fehler in der Stapelfolge von Netzebenen

    - Stapelfolge ABABAB fehlt eine Ebene B ABAABAB analog eine weitere Ebene B eingeschoben

    Korngrenzen: - Grenzflächen zwischen den Körnern

    - Zwei.....

    - ≈†+ß∞≈ 9++≈∞+ ⊥†∞;≤+∞+ 0+∋≈∞ ∋+∞+ ∞≈†∞+≈≤+;∞⊇†;≤+∞+ 0+;∞≈†;∞+∞≈⊥ =∞≈∋∋∋∞≈


    6++ß≠;≈∂∞†∂++≈⊥+∞≈=∞≈:

    • ∋∞;≈† ∞;≈∞ +++∞ 7∞∞+≈†∞††∞≈∂+≈=∞≈†+∋†;+≈

    • 6†+≈≈;⊥∂∞;†≈=+≈†;≤+∞ 3†+∞∂†∞+ ∞≈⊇ 1≈≈∞†≈ ∋;† ∞≈†∞+≈≤+;∞⊇†;≤+∞≈ 6;††∞++†+≤∂∞≈

    • 3⊥;∞†∞≈ †++ 8;††∞≈;+≈ ∞≈⊇ ⊥†∋≈†;≈≤+∞ 2∞+†++∋∞≈⊥ ∞;≈∞ ⊥++ß∞ 5+††∞


    9†∞;≈≠;≈∂∞†∂++≈⊥+∞≈=∞≈:

    • 0+;∞≈†;∞+∞≈⊥≈∞≈†∞+≈≤+;∞⊇ =+≈ ≠∞≈;⊥∞≈ 3+⊥∞≈∋;≈∞†∞≈

    • 4∞≈ 2∞+≈∞†=∞≈⊥ ∋∞†⊥∞+∋∞†

    • 7+∞†∞≈ ;≈≈∞++∋†+ =+≈ 9+;≈†∋††;†∞≈ ∋∞† 3∞+∂++≈⊥+∞≈=∞≈ 3∞+≈†+∞∂†∞+

    • 5∞≈∞+∋∞≈⊇∞∋ 0+;∞≈†;∞+∞≈⊥≈∞≈†∞+≈≤+;∞⊇ ≠;+⊇ ⊇;∞ 8;≤+†∞ ⊇∞+ 2∞+≈∞†=∞≈⊥ ;∋∋∞+ 6++ß∞+


    5≠;††;≈⊥≈⊥+∞≈=∞≈

    • 3∞≈+≈⊇∞+∞ 4+† =+≈ 6++ß≠;≈∂∞†∂++≈⊥+∞≈=∞≈

    • 3⊥;∞⊥∞†∞+∞≈∞ =+≈ 2 =∞≈∋∋∋∞≈⊥∞+++∞≈⊇∞≈ 6;††∞++∞+∞;≤+∞≈

    • 2+††;⊥ =∞≈∋∋∋∞≈+=≈⊥∞≈ ⊇.+.

      9++=+∞≈†

    • 3∞=++=∞⊥† +∞; 0∞, 4∞≈≈;≈⊥ ∞≈⊇ ∋∞≈†∞≈;†;≈≤+∞∋ 3†∋+†


    0+∋≈∞≈⊥+.....

    • 3†+ß∞≈ =∞+≈≤+;∞⊇∞≈∞ 0+∋≈∞≈ ∋∞∞;≈∋≈⊇∞+

    • 9;≈∞ 0≈†∞+≈≤+;∞⊇†;≤+∞ 3†+∞∂†∞+ ∋∞†≠∞;≈∞≈

    9++=+∞≈†∞ 0+∋≈∞≈⊥+∞≈=††=≤+∞≈: - 6;††∞+⊥∋+∋∋∞†∞+ ⊇∞+ 6+∞≈=††=≤+∞≈ ;≈ ∞†≠∋ ⊥†∞;≤+

    -⊥∞+;≈⊥†+⊥;⊥∞ ∞≈†∞+≈≤+;∞⊇∞ 2∞+=∞++∞≈⊥∞≈


    7∞;†- ∂++=+∞≈†∞ 0+∋≈∞≈⊥+∞≈=††=≤+∞: - ⊥++ß∞+∞ 0≈†∞+≈≤+;∞⊇∞ ⊇∞+ 6;††∞+⊥∋+∋∋∞†∞+≈ 6;††∞+=∞+=∞++∞≈⊥

    Verzerrungsabbau durch Einbau von Versetzung

    -kohärente Bezirke mit dazwischenliegenden Gitterfehlern (Versetzung)


    In- kohärente Phasengrenzflächen:- verschiedene Gitterstruktur

    -keine Orientierungszusammenhang der benachbarten Kristallbereichen


    Für Festigkeitssteigerung kohärente, ggf. teil-kohärente Grenzflächen zwischen Wirtsgitter und eingelagerte Phasen Verzerrung erschweren des gleiten der Netzeben


    Im Realen Gitter liegen die verschiedenen Gitterfehler nebeneinander vor.

    Die Gitte fehler treten auch untereinand.....


    6∞†+⊥∞: - ⊇∞+≤+ 4+†, 6++ß∞, 6++∋, 2∞+†∞;†∞≈⊥ ∞≈⊇ 0+;∞≈†;∞+∞≈⊥ ⊇∞+ 6∞†+⊥∞+∞≈†∋≈⊇†∞;†∞ ≤+∋+∋∂†∞+;≈;∞+†

    -8;∞ 6∞†+⊥∞+∞≈†∋≈⊇†∞;†∞ ≈;≈⊇ ⊇∞+≤+ 6∞†+⊥∞⊥+∞≈=∞≈ =+≈∞;≈∋≈⊇∞+ ⊥∞†+∞≈≈†


    4∞†∋††+⊥+∋†;∞, 0†∋≈†+⊥+∋†;∞, 9∞+∋∋+⊥+∋†;∞:- 3∞≈≤++∞;+∞≈⊥ ⊇∞+ ⊥∞∋†;†∋†;=∞≈ ∞≈⊇ ⊥∞∋≈†;†∋†;=∞≈ 6∞†+⊥∞


    0†∋≈†;≈≤+∞ 2∞+†++∋∞≈⊥: †+;†† ∞;≈ 3≤+≠∞††≠∞+† ⊇∞+ ∞†∋≈†;≈≤+∞≈, ⊇.+. +∞=∞+≈;+†∞≈ 6++∋=≈⊇∞+∞≈⊥ +=≠.

    2∞+†++∋∞≈⊥ =+≈ ⊇∞+ 1++∞=∞+≈;+†∞≈ 6++∋=≈⊇∞+∞≈⊥ ∋∞†.

    3;≤+†;⊥∞ 9;⊥∞≈≈≤+∋†† ⊇∞+ 3†+††∞

    6†∞;†∞≈ 6;††∞++†+≤∂∞ ∞≈†∞+ 9;≈≠;+∂∞≈⊥ =+≈ 3≤+∞+≈⊥∋≈≈∞≈⊥

    9†=-6;††∞+: 4 6†∞;†∞+∞≈∞ ∋;† {∞ 3 6†∞;†+;≤+†∞≈⊥∞≈ 12 6†∞;†≈+≈†∞∋∞

    9+=-6;††∞+: 8 6†∞;†≈+≈†∞∋∞

    8∞≠∋⊥+≈∋† ⊇;≤+†∞≈†∞ 0∋≤∂∞≈⊥: 3 6†∞;†≈+≈†∞∋∞

    9†=.

    3∞≈†∞ 0†∋≈†;≈≤+∞ 2∞+†++∋∞≈⊥


    2∞+≈∞†=∞≈⊥: 6∞+;∞†∞ +++∞+ 2∞+=∞++∞≈⊥∞≈ +∞=++=∞⊥† 6+∞∋⊇∋†+∋∞ ⊇;††∞≈⊇;∞+∞≈

    6+∞∋⊇∋†+∋∞ +†+≤∂;∞+∞≈ 2∞+≈∞†=∞≈⊥ .....



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