40129417
| Question | Answer |
| Nennen sie E-Modul, Dichte, Schmelzpunkt und Elementarzellen-Struktur für Al, Mg, Ti, Fe und Cu 14 |
"Kenngröße Al Mg Ti Fe Cu
Dichte in g/cm3 2,7 1,7 4,5 7,87 8,9
E-Modul in GPa 72 45 110 210 12
Schmelzpunkt in °C 660 650 1668 1536 1083
Kristallgitter bei RT KFZ HDP HDP KRZ KFZ"
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| Was sind die gebräuchlichsten Cu-Legierungen und deren Anwendung/Eigenschaften? | "Cu-Zn Messing (Mezink): für Kaltumformungen durch Tiefziehen, Drücken etc Cu-Sn Zinnbronze (Bronse): Gleitelemente Cu-Al Aluminiumbronze: für Anwendungen in korrosionsfördernden Umgebungen (Schiffsschraube)" |
| Wie können Kupfer und seine Legierungen verfestigt werden? | "Festigkeitssteigerung durch: - Rekristallisation: Festigkeit durch Umformung und anschließende Wärmebehandlung - Mischkristallbildung: Festigkeit durch Legierungselemente → Bildung von Mischkristallen / Ausscheidungen" |
| Wie wird Cu gewonnen? | |
| Warum lässt sich Cu besser löten als schweißen? | "schlecht schweißbar, da hohe Leitfähigkeit (elektrisch und thermisch) - hohe Gasaufnahme im flüssigen Zustand - für Gasschmelzen nur sauerstofffreie Kupfersorten - Gefahr der Wasserstoffkrankheit bei sauerstoffhaltigem Kupfer (H-Aufnahme) - Al-haltige Legierungen müssen mit Flussmittel geschweißt werden Al2O3-Schicht entfernen) Kupfer lässt sich besser löten als schweißen - reines Kupfer lässt sich sehr gut weich- und hartlöten" |
| Cu-Legierungen (Werkstoffnummer? Legierungsanteile?) | "Werkstoffnummer: 2.xxxx.xx CuZn37: Kupferzinklegerierung mit 37% Zink, alle LE mit Faktor 1 " |
| Bedeutung von Aluminium? Welche Gießverfahren? | "Aluminium kann auf Grund des niedrigen Schmelzpunktes mit allen relevanten Gießverfahren vergossen werden: Druckguss, Kokillenguss, Sandguss" |
| Wie lassen sich Aluminium-Legierungen verfestigen? | "Festigkeitssteigerung bei Al durch: - Legierungselemente (z.B. intermetallische Phasen) - Aushärten (Wärmebehandlung, nicht bei naturgarten Al-Legierungen) - Kaltverformung" |
| Aluminium-Druck-Gussverfahren – Eigenschaften. Warum nicht Warmkammer? | "Als Druckgießverfahren für Al findet wegen der hohen Angriffsneigung des flüssigen AL auf alle metallischen Werkstoffe (z.B. festes Eisen löst sich in einer flüssigen Aluminiumschmelze auf) nur das Kaltkammerprinzip Anwendung" |
| Prozessschritte zur Al-Herstellung. (Rohstoff, Bayerprozess, Elektrolyse (Absenkung der Temp.) Strangguss) | pech |
| Welche Legierungsarten bzw. -bezeichnungen? | "Bezeichnung nach chemischer Zusammensetzung: s 82 Numerische Bezeichnung Knetlegierung: EN AW-XXXX Gusslegierung: EN AC-YYYYY Bezeichnung nach Werkstoffnummernsystem 3.xxxx.xx (Leichtmetalle)" |
| "Grundlagen für das Härten von Al-Legierungen. Temperatur-Zeit-Verlauf? (Welches Gefüge bei welcher Temperatur? Zu lange auslagern?)" | "Grundlagen: -Al-C-Legierung -Für die Ausscheidungshärtung muss die Gleichgewichtsphase Al2Cu verhindert werden, da sie inkohärent ausgeschieden wird Temperatur-Zeit-Verlauf: s 77" |
| Energieverbrauch und Recyclingquote Alu | "Die Primäraluminiumherstellung verbraucht ca. 10x mehr Energie als die Roheisenherstellung Aluminium besitzt in den Hauptanwendungsgebieten eine Recyclingqoute von über 75%" |
| Zusammenfassung Aluminium | "Al verglichen mit Stahl: El-Leitfähigkeit, geringe Dichte, niedriger Schmelzpunkt, gute Festigkeiten Haupteinsatzgebiete: Transport, Konstruktionsstrukturen KFZ-Gitter → Alle anderen Leichtmetalle HDP-Gitter Rohstoff für Al: Bauxit" |
| Eigenschaften Magnesium | "Eigenschaften: hohe spezifische Festigkeit/Steifigkeit gute Dämpfungseigenschaften begrenzte Duktilität variable Legierungsbildung sehr gute Gießbarkeit hervorragende Zerspanungseigenschaften gute Schweißbarkeit elektromagnetische Abschirmung geringe Korrosionsbeständigkeit in neutraler und saurer Umgebung recycelbar hohe Verfügbarkeit hdp" |
| Magnesiumherstellung, Ausgangsmaterial, Prozessschritte (grob) | "Herstellung - China größter Produzent ca. 88% Ausgangsmaterialien Dolomit (DOW-Prozess, Norsk-Hydro-Norwegen) Serpentit (Noranda-Prozess) Magnesit (Norsk-Hydro-Kanada) Carnallit (Dead Sea Magnesium, Israel) natürliche Solen (National Lead Prozess) Meerwasser Produktionsschritte s 106" |
| Umformbarkeit von Magnesium (Temperaturführung, Pyramidal-Ebenen)? | "Bei RT: hdp (3 Gleitzahl) Bei T> 225°C Aktivierung ein zusätzlicher Gleiteben (6 Gleitzahl) -> bei RT spröde und kaum verformbar, hart über 225°C duktiler, Umformungsprozesse (wie Walzen) können durchgeführt werden" |
| Die häufigsten Legierungselemente für Mg. Legierungen erkennen | "A: Aluminium Z: Zink M: Mangan K: Zirkon E: Seltene Erden S: Silicium Eigenschaften auf Gefüge unrelevant" |
| Warum Mg-Schmelze schützen? Wie? | "Warum? Mg reagiert mir O2 exotherm zu MgO, anders als Alu bildet die keine Schutzschicht MgO Schicht bricht, MgO dringt tiefer und tiefer ein, Magnesium ist sehr geneigt zu oxidiederen Wie schützen? Abdecksalze: MgCl2 + KCl + NaCl deckschichtbildende Legierungselemente: Be, Ca, Zn Intertgas: Argon, Chyrsal Reaktivgas: SO2, SF6 " |
| Eigenschaften von Mg? | "Eigenschaften: hohe spezifische Festigkeit/Steifigkeit gute Dämpfungseigenschaften begrenzte Duktilität variable Legierungsbildung sehr gute Gießbarkeit hervorragende Zerspanungseigenschaften gute Schweißbarkeit elektromagnetische Abschirmung geringe Korrosionsbeständigkeit in neutralerund saurer Umgebung recycelbar hohe Verfügbarkeit hdp" |
| Eigenschaften und Anwendung vom Ti? Was ist bei der Verarbeitung zu beachten? | "Eigenschaften: Gitterstruktur: allotrop hdp(a-Ti) → ab 882°C KRZ (b-Ti) Hoher Schmelzpunkt (1668°C) Hohe Festigkeit (550-750) was ist bei der Verarbeitung zu beachten stets unter Vakuum/Schutzgas" |
| Wie wird Ti hergestellt? Kroll-Prozess beschreiben (grob) | "1. Aufbereitung des Rohmaterials 2. Chlorierung 3. Reinigung des Titan(IV)-chlorids 4. Reduktion mit Magnesium 5. Abtrennung und Aufbereitung Merkmale des Kroll-Prozesses: Hauptvorteil: Industriell erprobter Standardprozess mit hoher Ausbeute. Hauptnachteil: Energieintensiv und kostenaufwendig, insbesondere wegen der hohen Temperaturen und des Verbrauchs von Magnesium." |
| Welche Ti-Legierungen gibt es? Welche ist die gebräuchlichste Legierung? | "Alpha-Legierungen bei RT HDP Eigenschaften: zufriedenstellende (-) - Festigkeit - Zähigkeit - Härte - Kriechfestigkeit - Schweißbarkeit Beta-Legierungen bei RT KRZ Eigenschaften: - sehr gut umformbar - ungeeignet für Tieftemperaturanwendungen Alpha-Beta-Legierungen bei RT KRZ und HDP - sehr gut bearbeitbar - über 20% b-Phase - nicht schweißbar → Gebräuchlichste Legierung" |
| Was ist beim Spanen, Schweißen (Verfahren nennen), Umformen von Ti zu beachten? | "Spanende Bearbeitung: - Titan und Titanlegierungen lassen sich ähnlich wie die austenitischen Stähle zerspanen. - Die Bearbeitung mittels der verschiedenen Zerspanungsverfahren bereitet dabei keine grundsätzlichen Schwierigkeiten, wenn beachtet wird, dass: 1. die Werkzeugschneide aufgrund der relativ geringen spezifischen Wärme, Wärmeleitfähigkeit und Dichte des Titans thermisch hoch belastet wird, 2. Titan aufgrund seines geringen Elastizitätsmoduls dem Druck des Schneidwerkzeuges nachgibt und 3. Titan dazu neigt, mit dem Werkzeug zu verschweißen Titan muss daher mit geringer Schnittgeschwindigkeit, relativ großem und gleichmäßigem Vorschub unter reichlicher Zuführung von Kühlmittel mit einem möglichst schwingungsfrei eingespannten, scharfen Werkzeug bearbeitet werden" |
| Welche Vor- und Nachteile von Ti kennen Sie? | "Vorteile: - niedrige Dichte - hohe spez. Festigkeit - exzellente Korrosionsbeständigkeit - sehr guter Hochtemperaturwerkstoff - gute Umformbarkeit bei hohen Temperaturen - hervorragende Biokompatibilität - gute Dekorfähigkeit / gutes Image Nachteile: - hoher Preis - aufwendige Schweißtechniken - niedriger Elastizitätsmodul" |
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