Werkstofftechnik-Praktikum - Werkstoffe prüfen und verstehen
von: Frank Hahn
Carl Hanser Fachbuchverlag, 2015
ISBN: 9783446444942
Sprache: Deutsch
265 Seiten, Download: 12820 KB
Format: PDF, auch als Online-Lesen
geeignet für:
Typ: A (einfacher Zugriff)
| 1 Thermische Analyse – Zustandssysteme | 12 | ||
| 1.1 Einleitung | 12 | ||
| 1.2 Ziel des Praktikums | 13 | ||
| 1.3 Theoretische Voraussetzungen | 13 | ||
| 1.4 Grundlagen | 14 | ||
| 1.4.1 Phasenumwandlungen | 14 | ||
| 1.4.2 Keimbildung und -wachstum | 15 | ||
| 1.4.3 Legierungsstrukturen | 19 | ||
| 1.4.4 Grundtypen der Zweistoffsysteme | 22 | ||
| 1.4.4.1 Zweistoffsystem mit vollständiger Löslichkeit im flüssigen und im festen Zustand | 25 | ||
| 1.4.4.2 Zweistoffsystem mit vollständiger Löslichkeit im flüssigen Zustand und Unlöslichkeit im festen Zustand | 30 | ||
| 1.4.4.3 Zweistoffsystem mit vollständiger Löslichkeit im flüssigen Zustand und begrenzter Löslichkeit im festen Zustand – eutektisches System | 34 | ||
| 1.4.4.4 Zweistoffsystem mit vollständiger Löslichkeit im flüssigen Zustand und begrenzter Löslichkeit im festen Zustand – peritektisches System | 37 | ||
| 1.4.4.5 Zweistoffsystem mit intermetallischer Phase | 39 | ||
| 1.4.4.6 Phasenumwandlungen im festen Zustand | 40 | ||
| 1.4.5 Das Gesetz der abgewandten Hebelarme | 41 | ||
| 1.5 Kontrollfragen zur Praktikumsvorbereitung | 43 | ||
| 1.6 Geräte und Hilfsmittel | 44 | ||
| 1.7 Versuchsdurchführung | 45 | ||
| 1.8 Praktikumsauswertung | 46 | ||
| 2 Zugversuch an metallischen Werkstoffen | 47 | ||
| 2.1 Einleitung | 47 | ||
| 2.2 Ziel des Praktikums | 47 | ||
| 2.3 Theoretische Voraussetzungen | 48 | ||
| 2.4 Grundlagen | 48 | ||
| 2.4.1 Kraft und Spannung | 48 | ||
| 2.4.2 Verlängerung und Dehnung | 50 | ||
| 2.4.3 Zugproben | 51 | ||
| 2.4.4 Verfahrensprinzip | 53 | ||
| 2.4.5 Zugversuch – Verformungsbereiche und Auswertung | 57 | ||
| 2.5 Kontrollfragen zur Praktikumsvorbereitung | 63 | ||
| 2.6 Geräte und Hilfsmittel | 64 | ||
| 2.7 Versuchsdurchführung | 64 | ||
| 2.8 Praktikumsauswertung | 66 | ||
| 2.9 Modelllösungen | 66 | ||
| 3 Metallographische Probenpräparation und lichtmikroskopische Gefügeuntersuchung gleichgewichtsnah umgewandelter Stähle | 71 | ||
| 3.1 Einleitung | 71 | ||
| 3.2 Ziel des Praktikums | 72 | ||
| 3.3 Theoretische Voraussetzungen | 72 | ||
| 3.4 Grundlagen | 73 | ||
| 3.4.1 Die metallographische Probenpräparation | 73 | ||
| 3.4.1.1 Trennen | 74 | ||
| 3.4.1.2 Einfassen | 76 | ||
| 3.4.1.3 Schleifen und Polieren | 77 | ||
| 3.4.1.4 Reinigen und Trocknen der Probe | 79 | ||
| 3.4.1.5 Aufbau und Einstellung des Auflichtmikroskops | 79 | ||
| 3.4.1.6 Vergrößerung | 85 | ||
| 3.4.1.7 Auflösungsgrenzen der Lichtmikroskopie | 87 | ||
| 3.4.1.8 Gesamte förderliche Vergrößerung | 92 | ||
| 3.4.1.9 Kontrastierungsverfahren | 92 | ||
| 3.4.2 Das metastabile Zweistoffsystem Eisen-Kohlenstoff | 95 | ||
| 3.4.2.1 Reineisen | 96 | ||
| 3.4.2.2 Phasen im metastabilen Zweistoffsystem Eisen-Kohlenstoff | 97 | ||
| 3.4.2.3 Gefüge im metastabilen Zweistoffsystem Eisen-Kohlenstoff | 100 | ||
| 3.4.2.4 Die Stahlecke im Eisen-Kohlenstoff-Diagramm – Gefügeumwandlung des Austenits bei der Abkühlung im thermodynamischen Gleichgewicht | 102 | ||
| 3.5 Kontrollfragen zur Praktikumsvorbereitung | 108 | ||
| 3.6 Geräte und Hilfsmittel | 108 | ||
| 3.7 Versuchsdurchführung | 109 | ||
| 3.8 Praktikumsauswertung | 110 | ||
| 4 Härteprüfung | 112 | ||
| 4.1 Einleitung | 112 | ||
| 4.2 Ziel des Praktikums | 112 | ||
| 4.3 Theoretische Voraussetzungen | 113 | ||
| 4.4 Grundlagen | 113 | ||
| 4.4.1 Überblick | 113 | ||
| 4.4.2 Härteprüfung nach Brinell HBW | 114 | ||
| 4.4.3 Härteprüfung nach Vickers HV | 119 | ||
| 4.4.4 Härteprüfung nach Rockwell Skala C HRC | 123 | ||
| 4.5 Kontrollfragen zur Praktikumsvorbereitung | 126 | ||
| 4.6 Geräte und Hilfsmittel | 127 | ||
| 4.7 Versuchsdurchführung | 127 | ||
| 4.8 Praktikumsauswertung | 130 | ||
| 4.9 Modelllösungen | 131 | ||
| 5 Grundlagen der Wärmebehandlung von Stählen | 135 | ||
| 5.1 Einleitung | 135 | ||
| 5.2 Ziel des Praktikums | 135 | ||
| 5.3 Theoretische Voraussetzungen | 136 | ||
| 5.4 Grundlagen | 137 | ||
| 5.4.1 Einfluss der Abkühlgeschwindigkeit auf die Gefüge von Stählen | 137 | ||
| 5.4.1.1 Das Dilatometerverfahren | 137 | ||
| 5.4.1.2 Diffusionsgesteuerte Umwandlung des Austenits bei leicht erhöhter Abkühlgeschwindigkeit | 138 | ||
| 5.4.1.3 Die Martensitbildung | 141 | ||
| 5.4.1.4 Die Bainitbildung | 145 | ||
| 5.4.1.5 Das Zeit-Temperatur-Umwandlungdiagramm | 146 | ||
| 5.4.1.6 Einfluss von Legierungselementen auf die Umwandlung des Austenits bei der Abkühlung | 152 | ||
| 5.4.2 Wärmebehandlung von Stahl | 154 | ||
| 5.4.2.1 Begriffserklärung | 154 | ||
| 5.4.2.2 Das Normalglühen | 155 | ||
| 5.4.2.3 Das Härten | 158 | ||
| 5.4.2.4 Charakterisierung der Härtbarkeit | 165 | ||
| 5.4.2.5 Anlassverhalten von Stählen | 168 | ||
| 5.5 Kontrollfragen zur Praktikumsvorbereitung | 171 | ||
| 5.6 Geräte und Hilfsmittel | 173 | ||
| 5.7 Versuchsdurchführung | 173 | ||
| 5.8 Praktikumsauswertung | 174 | ||
| 5.9 Modelllösungen | 176 | ||
| 6 Kerbschlagbiegeversuch nach Charpy | 179 | ||
| 6.1 Einleitung | 179 | ||
| 6.2 Ziel des Praktikums | 179 | ||
| 6.3 Theoretische Voraussetzungen | 180 | ||
| 6.4 Grundlagen | 181 | ||
| 6.4.1 Zähigkeit und Sprödigkeit | 181 | ||
| 6.4.2 Der Kerbschlagbiegeversuch nach Charpy | 184 | ||
| 6.4.3 Sprödes Werkstoffverhalten beim KBV | 187 | ||
| 6.4.4 Duktiles Werkstoffverhalten beim KBV | 189 | ||
| 6.4.5 Der Bruch beim KBV | 191 | ||
| 6.4.5.1 Sprödbruch (Spaltbruch) | 191 | ||
| 6.4.5.2 Verformungsbruch | 194 | ||
| 6.4.5.3 Mischbruch | 196 | ||
| 6.4.6 Einflüsse auf die Zähigkeit | 197 | ||
| 6.4.7 Das Temperaturkonzept | 199 | ||
| 6.5 Kontrollfragen zur Praktikumsvorbereitung | 201 | ||
| 6.6 Geräte und Hilfsmittel | 202 | ||
| 6.7 Versuchsdurchführung | 202 | ||
| 6.8 Praktikumsauswertung | 205 | ||
| 6.9 Modelllösungen | 206 | ||
| 7 Ermüdung und Schwingfestigkeit | 208 | ||
| 7.1 Einleitung | 208 | ||
| 7.2 Ziel des Praktikums | 209 | ||
| 7.3 Theoretische Voraussetzungen | 209 | ||
| 7.4 Grundlagen | 209 | ||
| 7.4.1 Ermüdung | 209 | ||
| 7.4.2 Rissbildung und -wachstum unter schwingender Beanspruchung – Merkmale des Dauerbruchs | 212 | ||
| 7.4.3 Mechanische Schwingungen | 215 | ||
| 7.4.4 Einstufige Schwingfestigkeitsuntersuchungen – Wöhlerversuch | 216 | ||
| 7.4.4.1 Ermittlung der Überlebenswahrscheinlichkeit im Bereich der Zeitfestigkeit | 219 | ||
| 7.4.4.2 Bestimmung der Dauerfestigkeit unter Berücksichtigung des Streubandes im Übergangsbereich | 223 | ||
| 7.4.5 Angabe der Dauerfestigkeit | 230 | ||
| 7.4.6 Dauerfestigkeitsschaubild nach Smith | 230 | ||
| 7.4.7 Einflüsse auf die Schwingfestigkeit | 232 | ||
| 7.5 Kontrollfragen zur Praktikumsvorbereitung | 234 | ||
| 7.6 Geräte und Hilfsmittel | 235 | ||
| 7.7 Versuchsdurchführung | 235 | ||
| 7.8 Praktikumsauswertung | 240 | ||
| 7.9 Modelllösungen | 240 | ||
| Anhang – Lösungsteil | 249 | ||
| Index | 258 |
