Fragen und Antworten zu Werkstoffe:
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Berlin [u.a.]
Springer
2005
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|---|---|
| adam_text | Inhaltsverzeichnis
Fragen
0 Überblick........................................ 3
0.1 Die Werkstoffgruppen.......................... 3
0.2 Bezeichnung der Werkstoffe...................... 3
0.3 Eigenschaften der Werkstoffe..................... 4
1 Aufbau einphasiger fester Stoffe........................ 5
1.1 Atome..................................... 5
1.2 Elektronen................................... 5
1.3 Bindung der Atome............................ 6
1.4 Kristalle..................................... 6
1.5 Baufehler des Kristallgitters....................... 8
1.6 Flächenförmige Baufehler........................ 9
1.7 Gläser und Quasikristalle......................... 10
2 Aufbau mehrphasiger Stoffe........................... 13
2.1 Mischphasen und Phasengemische.................. 13
2.2 Ein-und zweiphasige Zustandsdiagramme............. 13
2.3 Das System Al-Si.............................. 16
2.4 Das metastabile Zustandsdiagramm Fe-FejC........... 18
2.5 Keimbildung und Erstarrung...................... 19
3 Grundlagen der Wärmebehandlung....................... 21
3.1 Wärmebehandlung.............................. 21
3.2 Diffusion................................... 22
3.3 Rekristallisation............................... 24
3.4 Aushärtung.................................. 24
3.5 Martensitische Umwandlung...................... 25
3.6 Wärmebehandlung und Fertigung................... 26
4 Mechanische Eigenschaften............................ 29
4.1 Arten der Beanspruchung........................ 29
4.2 Elastizität................................... 29
4.3 Formänderung................................ 30
4.4 Zugversuch.................................. 31
XII Inhaltsverzeichnis
10
4.5 Härtungsmechanismen.......................... 31
4.6 Kerbschlagarbeit, Bruchzähigkeit.................. 32
4.7 Kriechen, Schwingfestigkeit, Ermüdung.............. 33
4.8 Bruchmechanismen............................ 35
4.9 Viskosität, Viskoelastizität....................... 37
4.10 Technologische Prüfverfahren..................... 37
Physikalische Eigenschaften............................ 39
5.1 Werkstoffe im Kemreaktorbau.................... 39
5.2 Elektrische Leiter............................. 39
5.3 Ferromagnetische Werkstoffe..................... 40
5.4 Halbleiter................................... 40
5.5 Thermische Ausdehnung........................ 41
5.6 Werkstoffe der Energietechnik.................... 41
5.7 Werkstoffe für Sensoren......................... 42
Chemische und tribologische Eigenschaften................ 43
6.1 Korrosion................................... 43
6.2 Elektrochemische Korrosion...................... 43
6.3 Spannungsrißkorrosion......................... 44
6.4 Reibung und Verschleiß......................... 44
Keramische Werkstoffe.............................. 47
7.1 Allgemeine Kennzeichnung...................... 47
7.2 Nicht-oxidische Keramik........................ 47
7.3 Oxidkeramik................................ 48
7.4 Zement-Beton................................ 49
7.5 Oxidgläser.................................. 50
Metallische Werkstoffe.............................. 53
8.1 Metalle allgemein und reine Metalle................ 53
8.2 Mischkristallegierungen......................... 53
8.3 Ausscheidungshärtbare Legierungen................ 56
8.4 Umwandlungshärtung.......................... 56
Polymerwerkstoffe................................. 59
9.1 Molekülketten................................ 59
9.2 Kunststoffgruppen............................. 60
9.3 Mechanische Eigenschaften
9.4 Mechanische Eigenschaften
Verbundwerkstoffe................................. 63
10.1 Herstellung von Phasengemischen.................. 63
10.2 Faserverstärkte Werkstoffe....................... 63
10.3 Stahl- und Spannbeton.......................... 64
10.4 Schneidwerkstoffe............................. 65
10.5 Oberflächenbehandlung......................... 65
10.6 Holz...................................... 65
Inhaltsverzeichnis
11 Werkstoff und Fertigung.............................. 67
11.1 Halbzeug und Bauteile.......................... 67
11.2 Urformen................................... 67
11.3 Umformen................................... 68
11.4 Trennen, Spanen und Schleifen.................... 68
11.5 Fügen. . ;................................... 69
11.6 Nachbehandlung.............................. 69
11.7 Werkstoffaspekte bei Fertigung und Gebrauch von
Kraftfahrzeugen............................... 69
11.8 Lasermaterialbearbeitung........................ 70
12 Der Kreislauf der Werkstoffe........................... 71
12.1 Rohstoff und Energie........................... 71
12.2 Auswahl und Dimensionierung.................... 71
12.3 Gebrauch und Versagen......................... 72
12.4 Rückgewinnung und Abfallbeseitigung............... 72
12.5 Recyclingfragen am Beispiel Kraftfahrzeug............ 74
Antworten
Überblick........................................ 77
0.1 Die Werkstoffgruppen.......................... 77
0.2 Bezeichnung der Werkstoffe...................... 78
0.3 Eigenschaften der Werkstoffe..................... 80
Aufbau einphasiger fester Stoffe........................ 83
1.1 Atome..................................... 83
1.2 Elektronen................................... 85
1.3 Bindung der Atome............................ 87
1.4 Kristalle.................................... 90
1.5 Baufehler des Kristallgitters....................... 96
1.6 Flächenförmige Baufehler........................ 98
1.7 Gläser und Quasikristalle......................... 101
Aufbau mehrphasiger Stoffe........................... 103
2.1 Mischphasen und Phasengemische.................. 103
2.2 Ein- und zweiphasige Zustandsdiagramme............. 104
2.3 Das System Al-Si.............................. 109
2.4 Das metastabile Zustandsdiagramm Fe-FejC........... 112
2.5 Keimbildung und Erstarrung...................... 113
Grundlagen der Wärmebehandlung....................... 117
3.1 Wärmebehandlung............................. 117
3.2 Diffusion................................... 119
3.3 Rekristallisation............................... 123
3.4 Aushärtung.................................. 125
XIV Inhaltsverzeichnis
3.5
3.6 Wärmebehandlung und Fertigung.................. 133
Mechanische Eigenschaften........................... 135
4.1 Arten der Beanspruchung........................ 135
4.2 Elastizität................................... 136
4.3 Formänderung............................... 140
4.4 Zugversuch................................. 143
4.5 Härtungsmechanismen.......................... 146
4.6 Kerbschlagarbeit, Bruchzähigkeit.................. 148
4.7 Kriechen, Schwingfestigkeit, Ermüdung.............. 154
4.8 Bruchmechanismen............................ 158
4.9 Viskosität, Viskoelastizität....................... 160
4.10 Technologische Prüfverfahren..................... 161
Physikalische Eigenschaften........................... 163
5.1 Werkstoffe im Kernreaktorbau.................... 163
5.2 Elektrische Leiter............................. 165
5.3 Ferromagnetische Werkstoffe..................... 166
5.4 Halbleiter................................... 168
5.5 Thermische Ausdehnung........................ 170
5.6 Werkstoffe der Energietechnik.................... 171
5.7 Werkstoffe für Sensoren......................... 175
Chemische und tribologische Eigenschaften................ 177
6.1 Korrosion................................... 177
6.2 Elektrochemische Korrosion...................... 178
6.3 Spannungsrißkorrosion......................... 179
6.4 Reibung und Verschleiß......................... 181
Keramische Werkstoffe.............................. 183
7.1 Allgemeine Kennzeichnung...................... 183
7.2 Nicht-oxidische Keramik......................... 184
7.3 Oxidkeramik................................ 184
7.4 Zement-Beton................................ 186
7.5 Oxidgläser.................................. 187
Metallische Werkstoffe.............................. 189
8.1 Metalle allgemein und reine Metalle............... 189
8.2 Mischkristalllegierungen....................... 190
8.3 Ausscheidungshärtbare Legierungen............... 191
8.4 Umwandlungshärtung.......................... 194
Polymerwerkstoffe................................. 197
9.1 Molekülketten............................... 197
9.2 Kunststoffgruppen............................ 198
9.3 Mechanische Eigenschaften
9.4 Mechanische Eigenschaften
Inhaltsverzeichnis
10 Verbundwerkstoffe.................................. 203
10.1 Herstellung von Phasengemischen................. 203
10.2 Faserverstärkte Werkstoffe...................... 203
10.3 Stahl- und Spannbeton.......................... 208
10.4 Schneidwerkstoffe............................. 208
10.5 Oberflächenbehandlung......................... 209
10.6 Holz....................................... 210
11 Werkstoff und Fertigung.............................. 213
11.1 Halbzeug und Bauteile.......................... 213
11.2 Urformen................................... 213
11.3 Umformen.................................. 215
11.4 Trennen, Spanen und Schleifen................... 218
11.5 Fügen...................................... 219
11.6 Nachbehandlung.............................. 220
11.7 Werkstoffaspekte bei Fertigung und Gebrauch von
Kraftfahrzeugen.............................. 221
11.8 Lasermaterialbearbeitung........................ 222
12 Der Kreislauf der Werkstoffe........................... 225
12.1 Rohstoff und Energie........................... 225
12.2 Auswahl Und Dimensionierung.................... 226
12.3 Gebrauch und Versagen......................... 226
12.4 Rückgewinnung und Abfallbeseitigung.............. 227
12.5 Recyclingfragen am Beispiel Kraftfahrzeug.......... 228
Anhang
A.l Begriffe aus Werkstoffwissenschaft und
Α.
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