Prof. Dr.-Ing. K. Stieber Name:

Prof. Dr.-Ing. K. Stiebler
Name:
Fachbereich EW
Matr.-Nr.:
FH Gießen-Friedberg
Punktzahl:
Note:
Klausur Werkstoffkunde I am 27.01.1997
1. Aufgabe: (insgesamt: 20 Punkte)
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Kreuzen Sie die richtigen Aussagen an.
(Ankreuzen von falschen Aussagen führt zu Punktabzug!!!)
O
Metalle sind chemisch sehr beständige Werkstoffe.
O
Die Eigenschaften eines Einkristalles sind isotrop.
O
Metalle sind gute Leiter für Wärme und elektrischen Strom.
O
In der Elementarzelle sind sämtliche Gesetzmäßigkeiten des Kristalles vorgezeichnet.
O
Die Richtungsabhängigkeit der Eigenschaften von Kristallen wird mit Anisotropie bezeichnet.
O
Die dichteste Kugelpackung bewirkt die hervorragende Verformungsfähigkeit der Metalle, die
in hdP-Struktur kristallisieren.
O
Am absoluten Nullpunkt bewegen sich die Atome im Gitter nur noch um ihre Mittellage.
O
Gitterlücken werden auch als Leerstellen bezeichnet.
O
Zur Erzeugung eines feinkörnigen Gefüges ist bei der Erstarrung einer Schmelze die Anwesenheit
von Fremdkeimen zu vermeiden.
O
Trotz ihrer relativ geringen Häufigkeit, beeinflussen Gitterbaufehler die Eigenschaften kristalliner
Werkstoffe erheblich.
O
Ein Werkstoff ist ein fester Stoff mit einer Kombination günstiger Eigenschaften.
O
Eine Phase ist ein einheitlicher Bestandteil des Gefüges.
O
Die Plastizität der Metalle beruht auf der Erzeugung und Bewegung gleitfähiger Versetzungen.
O
Sehr reine Metalle haben keinen Schmelzpunkt, sondern ein Schmelzintervall.
O
Die Diffusionsgeschwindigkeit ist exponentiell von der Temperatur abhängig.
O
Voraussetzung für die Rekristallisation ist eine genügend große Umformung.
O
Mischkristalle kristallisieren im kfz. Gitter.
O
Unterhalb der Soliduslinie finden keine Phasenumwandlungen mehr statt.
O
Voraussetzung für Diffusion ist ein Konzentrationsgefälle.
O
Mit Kriechen bezeichnet man die Zunahme der plastischen Dehnung mit der Zeit.
II. Aufgabe: (insgesamt: 8 Punkte)
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1.
Erklären Sie den Begriff: „Allotropie“
..............................................................................................................................................................
2.
Erklären Sie den Begriff: „Textur“
..............................................................................................................................................................
3.
Erklären Sie den Begriff: „Stengelkristalle“
..............................................................................................................................................................
4.
Unter welchen Erstarrungsbedingungen entstehen Stengelkristalle?
..............................................................................................................................................................
III. Aufgabe: (insgesamt: 22 Punkte)
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Gegeben ist folgendes Zweistoffsystem bestehend aus den Komponenten D und E:
1. Der sich bildende Mischkristall wird mit γ bezeichnet und ist bereits in ein Feld eingetragen.
Ergänzen Sie die Phasen in den restlichen 4 Feldern.
2. Formulieren Sie die eutektische Reaktion: ......................................................................................................
3. Lesen Sie folgende Werte ab:
a) eutektische Zusammensetzung:
....................% D, .....................% E
b) eutektische Temperatur:
....................oC
c) Schmelzpunkt der Komponente D:
....................oC
d) Schmelzpunkt der Komponente E:
....................oC
e) Schmelzpunkt der eutektischen Legierung:
....................oC
f) Maximale Löslichkeit von D in γ:
....................%
4) Kennzeichnen Sie in dem oben angegebenen Zustandsdiagramm
a) die Soliduslinie
b) die Liquiduslinie
5) Beschreiben Sie den Abkühlverlauf der Legierung Lx :
6) Wie sieht das Gefüge der Legierung Lx bei RT schematisch aus?
IV. Aufgabe: (insgesamt: 40 Punkte)
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1. Skizzieren Sie schematisch den Verfahrensablauf beim Vergüten. Bezeichnen Sie die einzelnen Verfahrensschritte.
2. Angenommen, bei dem unter Punkt 1. beschriebenen Vergüten handelt es sich um ein Ölvergüten. Welche
Änderung würde sich dann beim Luftvergüten ergeben? (Unter 1. mit einzeichnen!)
3. Zeichnen Sie in das Bild unter Punkt 1. folgende Temperaturen ein:
a)
Ac3
b)
Ac1
c)
die maximale Betriebstemperatur (grob geschätzt)
4. Gegeben ist das Vergütungsschaubild des Stahles C 45:
a) Bei welcher Temperatur muß angelassen werden, um die max. Kerbschlagarbeit Av zu bekommen.
Anlaßtemperatur: .........................oC
Welche Werte ergeben sich dann für:
Bruchdehnung A5: ................................%
Streckgrenze Re: ...................................N/mm2
Zugfestigkeit Rm: ..................................N/mm2
b) Warum wird man die beim Vergüten dieses Stahles maximal erreichbare Festigkeit im allgemeinen nicht
ausnutzen können?
..................................................................................................................................................................
c) Welche Werte wird der C 45 im normalisierten Zustand haben?:
Rm = ...........................N/mm2
Re = ...........................N/mm2
A5 = ............................%
5. Geben Sie die Zusammensetzung folgender Stähle an:
a)
C 45: ...............................................................................................................................................
b)
C 10: ...............................................................................................................................................
c)
28 Mn 6: ..........................................................................................................................................
d)
30 CrNiMo 8: ...................................................................................................................................
e)
X3 CrNiCu 18-9: ..............................................................................................................................
6. Welche von den unter Punkt 5. genannten Stähle lassen sich nicht vergüten und warum nicht?
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
V. Aufgabe: (insgesamt: 10 Punkte)
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1. Aus welchen Phasen besteht Perlit?
...................................................................................................................
2. Skizzieren Sie schematisch ein perlitisches Gefüge:
3. Wie wirkt sich eine Erhöhung der Abkühlgeschwindigkeit bei der Umwandlung auf das unter Punkt 2.
skizzierte Gefüge aus?
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4. Welche Kristallstruktur hat Austenit? ............................................................................................................
5. Welche Verarbeitungseigenschaft des Austenits ist durch die Kristallstruktur als besonders gut ausgeprägt?
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