Werkstofftechnik: Werkstoffe – Eigenschaften – Prüfung – Anwendung

von: Wolfgang Seidel

Carl Hanser Fachbuchverlag, 2005

ISBN: 9783446401020

Sprache: Deutsch

413 Seiten, Download: 6905 KB

Format: PDF, auch als Online-Lesen

geeignet für:

Typ: A (einfacher Zugriff)

eBook anfordern

▸

Mehr zum Inhalt

Werkstofftechnik: Werkstoffe – Eigenschaften – Prüfung – Anwendung

	Vorwort des Herausgebers	6
	Vorwort	8
	Inhaltsverzeichnis	9
	Verwendete Formelzeichen und Abkürzungen	17
	1 Struktur und Eigenschaften der Metalle	20
	1.0 Überblick	20
	1.1 Metallbindung und Gitterstruktur	20
	1.1.0 Übersicht	20
	1.1.1 Wechselwirkung zwischen Atomen	21
	1.1.2 Kristallstruktur der Metalle	26
	1.1.2.1 Der kristalline Zustand (Idealkristall)	26
	1.1.2.2 Gittertypen	29
	1.1.2.3 Realstruktur	33
	1.1.2.4 Gitterstruktur und technische Eigenschaften	37
	1.2 Kristallisation	40
	1.2.0 Übersicht	40
	1.2.1 Phasenumwandlungen	41
	1.2.2 Thermische Analyse	43
	1.2.3 Übergang gasförmig–kristallin	44
	1.2.4 Übergang .üssig–kristallin	45
	1.3 Elastische und plastische Verformung	50
	1.3.0 Übersicht	50
	1.3.1 Mechanische Beanspruchung	50
	1.3.2 Elastische Verformung	51
	1.3.3 Plastische Verformung	52
	1.3.4 Technische Formgebung (Kaltumformung)	55
	1.4 Thermisch aktivierte Vorgänge	57
	1.4.0 Übersicht	57
	1.4.1 Gittervorgänge unter Temperaturein.uss	57
	1.4.2 Diffusion	58
	1.4.3 Erholung und Rekristallisation	61
	2 Legierungen	69
	2.0 Überblick	69
	2.1 Aufbau der Legierungen	69
	2.1.0 Übersicht	69
	2.1.1 Mischkristall	70
	2.1.2 Überstruktur	71
	2.1.3 Intermetallische Verbindungen	72
	2.1.4 Gefügeaufbau der Legierungen	73
	2.2 Zustandsdiagramme	74
	2.2.0 Übersicht	74
	2.2.1 Begriffe, Einstoffsystem	75
	2.2.2 Zweistoffsysteme (binäre Systeme)	76
	2.2.2.0 Einführung	76
	2.2.2.1 Völlige Löslichkeit im festen Zustand	78
	2.2.2.2 Unlöslichkeit im festen Zustand	79
	2.2.2.3 System mit Mischungslücke	79
	2.2.2.4 System mit Peritektikum	81
	2.2.3 Das Lesen der Zweistoffdiagramme	82
	2.2.3.1 Regeln	82
	2.3 Legierungseigenschaften	85
	2.3.0 Übersicht	85
	2.3.1 Tendenzen	86
	3 Eisen-Kohlenstoff-Legierungen	90
	3.0 Überblick	90
	3.1 Reines Eisen	90
	3.2 Komponente Kohlenstoff	92
	3.3 Allgemeines zum System Eisen-Kohlenstoff	93
	3.4 System Eisen-Eisencarbid (Fe-Fe3C)	94
	3.5 Die Gefügearten des Systems Eisen-Eisencarbid	98
	3.6 Einteilung der Eisenwerkstoffe	101
	3.7 Stabiles System Eisen-Kohlenstoff (Fe-C)	103
	4 Wärmebehandlung der Eisenwerkstoffe	107
	4.0 Überblick	107
	4.1 Grundlagen der Wärmebehandlung	107
	4.1.0 Übersicht	108
	4.1.1 Erwärmung in das Austenitgebiet (Austenitisierung)	109
	4.1.2 Abkühlung aus dem Austenitgebiet	112
	4.2 Thermische Verfahren	122
	4.2.0 Übersicht	122
	4.2.1 Glühen	123
	4.2.1.1 Diffusionsglühen	124
	4.2.1.2 Grobkornglühen	125
	4.2.1.3 Normalglühen	125
	4.2.1.4 Weichglühen (sphäroidisierendes Glühen)	127
	4.2.1.5 Spannungsarmglühen	128
	4.2.1.6 Rekristallisationsglühen	129
	4.2.2 Härten	131
	4.2.3 Vergüten	134
	4.2.4 Randschichthärten ohne Änderung der chemischen Zusammensetzung	138
	4.3 Thermochemische Verfahren	143
	4.3.0 Übersicht	143
	4.3.1 Einsatzhärten	145
	4.3.2 Nitrieren	148
	4.4 Thermomechanische Verfahren	151
	4.4.0 Übersicht	152
	4.4.1 Verfahrensgrundlagen	153
	4.4.2 Verfahrensvarianten	154
	5 Eisengusswerkstoffe	157
	5.0 Überblick	157
	5.1 Allgemeines zur Gefügeausbildung	159
	5.1.0 Übersicht	159
	5.1.1 Gefügeaufbau und Eigenschaften	159
	5.1.1.1 Grundgefüge	159
	5.1.1.2 Graphiteinlagerung	160
	5.1.1.3 Wanddickenabhängigkeit der Eigenschaften	162
	5.2 Gusseisen mit Lamellengraphit	164
	5.2.0 Übersicht	165
	5.2.1 Erschmelzung	165
	5.2.2 Wärmebehandlung	166
	5.2.3 Eigenschaften und Anwendung	166
	5.3 Gusseisen mit Kugelgraphit	168
	5.3.0 Übersicht	168
	5.3.1 Erschmelzung	168
	5.3.2 Wärmebehandlung	170
	5.3.3 Eigenschaften und Anwendung	170
	5.4 Temperguss	171
	5.4.0 Übersicht	172
	5.4.1 Erschmelzung und Behandlung	172
	5.4.2 Eigenschaften und Anwendung	173
	5.5 Stahlguss	174
	5.5.0 Übersicht	175
	5.5.1 Erschmelzung und Behandlung	175
	5.5.2 Eigenschaften und Anwendung	176
	5.6 Sondergussarten	177
	5.7 Erstarrung in der Form	177
	5.7.0 Übersicht	177
	5.7.1 Stängelkristalle (Säulenkristalle, Transkristallite)	178
	5.7.2 Lunker	178
	5.7.3 Gasblasen	180
	5.7.4 Seigerungen	180
	5.7.5 Einschlüsse	181
	6 Eisenknetwerkstoffe (unlegierte und legierte Stähle)	183
	6.0 Überblick	183
	6.1 Benennung und Eigenschaften	183
	6.1.0 Übersicht	183
	6.1.1 Bezeichnung der Stähle	184
	6.1.1.1 Einteilung der Stähle nach DIN EN 10 020	184
	6.1.1.2 Bildung von Kurznamen nach DIN EN 10 027-1	185
	6.1.1.3 Europäisches Werkstoffnummern-System nach DIN EN 10 027-2	187
	6.1.2 Ein.uss verschiedener Elemente im Stahl	188
	6.2 Stahlgruppen	191
	6.2.0 Übersicht	191
	6.2.1 Baustähle	192
	6.2.2 Baustähle für Wärmebehandlung	193
	6.2.3 Chemisch beständige Stähle	195
	6.2.4 Warmfeste Stähle	196
	6.2.5 Stähle für niedrige Temperaturen	197
	6.2.6 Arbeitsstähle	198
	7 Nichteisenmetalle (NE-Metalle)	202
	7.0 Überblick	202
	7.1 Allgemeines zur Werkstoffbezeichnung	203
	7.1.0 Übersicht	203
	7.1.1 Herstellung und Verwendung	203
	7.1.2 Chemische Zusammensetzung, Komponenten	204
	7.1.3 Mechanische Eigenschaften	204
	7.1.4 Werkstoff- und Zustandsbezeichnungen nach EN	204
	7.2 Aluminium, Aluminiumlegierungen	206
	7.2.0 Übersicht	206
	7.2.1 Reinaluminium	207
	7.2.1.1 Eigenschaften	207
	7.2.1.2 Anwendung	208
	7.2.2 Aluminiumlegierungen	208
	7.2.2.1 Einteilung, Eigenschaften	208
	7.2.2.2 Wirkung der Legierungselemente	209
	7.2.2.3 Aushärten	211
	7.2.3 Legierungstyp, technische Anwendung	214
	7.3 Kupfer, Kupferlegierungen	218
	7.3.0 Übersicht	218
	7.3.1 Reinkupfer	218
	7.3.2 Kupfer-Zink-Legierungen (Messing)	220
	7.3.3 Kupfer-Zinn-Legierungen	223
	7.4 Blei, Zinn, Antimon und deren Legierungen	224
	7.4.0 Übersicht	224
	7.4.1 Blei	225
	7.4.2 Zinn	226
	7.4.3 Antimon	226
	7.4.4 Blei-Antimon-Zinn-Legierungen (Weißmetalle)	226
	7.5 Titan, Titanlegierungen	228
	7.5.0 Übersicht	229
	7.5.1 Reintitan	229
	7.5.2 Titanlegierungen	230
	8 Sinterwerkstoffe	232
	8.0 Überblick	232
	8.1 Grundlagen der Sintertechnik	232
	8.1.0 Übersicht	233
	8.1.1 Pulverherstellung	233
	8.1.2 Formgebung	233
	8.1.3 Sintern	234
	8.1.4 Nachbehandlung	236
	8.2 Eigenschaften, Anwendungsgebiete	236
	8.2.0 Übersicht	237
	8.2.1 Sintermetalle	237
	8.2.2 Gesinterte Carbidhartmetalle (Hartmetalle)	238
	8.2.3 Oxid- und Mischkeramik	238
	8.2.4 Nichtoxidkeramik	240
	9 Korrosion und Korrosionsschutz	242
	9.0 Überblick	242
	9.1 Grundlagen	242
	9.1.0 Übersicht	242
	9.1.1 Ursachen der Korrosion	243
	9.1.2 Chemische Korrosion	243
	9.1.3 Elektrochemische Korrosion	244
	9.1.4 Passivierung	246
	9.2 Korrosionsarten	247
	9.2.0 Übersicht	247
	9.2.1 Korrosionsarten ohne mechanische Beanspruchung	248
	9.2.1.1 Gleichmäßige und ungleichmäßige Flächenkorrosion	248
	9.2.1.2 Lochkorrosion	248
	9.2.1.3 Spaltkorrosion	249
	9.2.1.4 Bimetallkorrosion (Kontaktkorrosion)	249
	9.2.2 Korrosionsarten mit mechanischer Beanspruchung	250
	9.2.2.1 Spannungskorrosion/Spannungsrisskorrosion	250
	9.2.2.2 Schwingungsrisskorrosion	250
	9.2.2.3 Erosions- und Kavitationskorrosion	251
	9.3 Korrosionsschutz	252
	9.3.0 Übersicht	252
	9.3.1 Aktiver Korrosionsschutz	253
	9.3.1.1 Werkstoffauswahl	253
	9.3.1.2 Korrosionsschutzgerechtes Konstruieren	254
	9.3.1.3 Katodischer Korrosionsschutz	254
	9.3.1.4 Beein.ussung des Korrosionsmediums	255
	9.3.2 Passiver Korrosionsschutz	256
	9.3.2.1 Vorbereitung der Ober.äche	256
	9.3.2.2 Organische Beschichtungen	256
	9.3.2.3 Metallische Überzüge	258
	10 Schmierstoffe	262
	10.0 Überblick	262
	10.1 Flüssige Schmierstoffe	262
	10.1.0 Übersicht	262
	10.1.1 Zusammensetzung und Eigenschaften	263
	10.1.2 Schmierölarten	266
	10.1.3 Kühlschmierstoffe	268
	10.2 Schmierfette	270
	10.2.0 Übersicht	270
	10.2.1 Zusammensetzung und Eigenschaften	270
	10.2.2 Schmierfettarten	272
	10.3 Festschmierstoffe	274
	10.3.0 Übersicht	274
	10.3.1 Festschmierstoffarten	275
	10.3.2 Festschmierstoffe mit Schichtgitterstruktur	275
	11 Kunststoffe	278
	11.0 Überblick	278
	11.1 Struktur und Eigenschaften	279
	11.1.0 Übersicht	279
	11.1.1 Allgemeine Eigenschaften	279
	11.1.2 Entstehung der Makromoleküle	283
	11.1.3 Bau der Makromoleküle	284
	11.1.4 Vernetzte Strukturen	286
	11.1.5 Orientierung und Kristallisation	287
	11.1.6 Unterschiede im Verhalten der Kunststoffe	288
	11.2 Kunststoffarten (Auswahl)	290
	11.2.0 Übersicht	291
	11.2.1 Thermoplaste	291
	11.2.1.1 Polyethylen PE	291
	11.2.1.2 Polyvinylchlorid PVC	292
	11.2.1.3 Polystyren PS	292
	11.2.1.4 Polypropylen PP	293
	11.2.1.5 Polyamide PA	293
	11.2.2 Duroplaste (Duromere)	294
	11.2.2.1 Phenol-Formaldehyd PF (Phenolharze)	294
	11.2.2.2 Epoxidharze EP	295
	11.2.2.3 Harnstoff- und Melaminharze UF/MF	296
	11.2.2.4 Ungesättigte Polyester UP	296
	11.2.2.5 Polyurethan (vernetzt) PUR	297
	11.3 Veredlung von Kunststoffen	298
	11.3.0 Übersicht	298
	11.3.1 Möglichkeiten	299
	11.3.1.1 Veredlung im Syntheseprozess	299
	11.3.1.2 Veredlung vor oder während des Verarbeitungsprozesses	299
	11.3.1.3 Veredlung nach dem Verarbeitungsprozess	300
	12 Werkstoffprüfung	302
	12.0 Überblick	302
	12.1 Grundlagen der Werkstoffprüfung	302
	12.1.0 Übersicht	302
	12.1.1 Werkstoffbeanspruchung	303
	12.1.2 Werkstoffprüfung – Begriff, Aufgaben und Einteilung der Werkstoffprüfverfahren	305
	12.2 Mechanische Werkstoffprüfung	308
	12.2.0 Übersicht	308
	12.2.1 Zugversuch	308
	12.2.1.0 Übersicht	308
	12.2.1.1 Prüfprinzip	309
	12.2.1.2 Versuchsauswertung, Kenngrößen	311
	12.2.1.3 Werkstoffverhalten unter Zugbeanspruchung	317
	12.2.2 Härteprüfung	322
	12.2.2.0 Übersicht	322
	12.2.2.1 Härteprüfung nach Brinell	324
	12.2.2.2 Härteprüfung nach Vickers	326
	12.2.2.3 Härteprüfung nach Rockwell (HRC)	328
	12.2.2.4 Instrumentierte Eindringprüfung – Martenshärte	330
	12.2.2.5 Umwerten von Härtewerten	332
	12.2.3 Zähigkeitsprüfung	333
	12.2.3.0 Übersicht	333
	12.2.3.1 Kerbschlagbiegeversuch nach Charpy	335
	12.2.4 Bruchmechanische Werkstoffprüfung	339
	12.2.4.1 Linear elastische Bruchmechanik LEBM	341
	12.2.4.2 Fließbruchmechanik FBM	344
	12.2.5 Dauerschwingprüfung	349
	12.2.5.0 Übersicht	349
	12.2.5.1 Dynamische Beanspruchung und Werkstoffverhalten	350
	12.2.5.2 Dauerschwingversuch	352
	12.2.5.3 Das Dauerfestigkeitsdiagramm nach Smith	355
	12.3 Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung	358
	12.3.0 Übersicht	358
	12.3.1 Durchstrahlungsprüfung	359
	12.3.2 Ultraschallprüfung	363
	12.3.3 Magnetische Prüfverfahren	368
	12.3.3.1 Einführung	368
	12.3.3.2 Magnetpulverprüfung	369
	12.3.3.3 Wirbelstromprüfung	372
	12.4 Gefügeanalyse – Materialographie	376
	12.4.0 Überblick	376
	12.4.1 Makroskopische Untersuchungen	376
	12.4.2 Lichtmikroskopie	377
	12.4.3 Rasterelektronenmikroskopie	382
	12.4.4 Transmissionselektronenmikroskopie	385
	Lösungsteil	388
	Lösungen der Übungen	388
	Lösungen der Testaufgaben	400
	Bildquellen	402
	Weiterführende Literatur	402
	Werkstoffauswahl	403
	Auskunfts- und Beratungsstellen	404
	Sachwortverzeichnis	405

Werkstofftechnik: Werkstoffe – Eigenschaften – Prüfung – Anwendung

von: Wolfgang Seidel

Werkstofftechnik: Werkstoffe – Eigenschaften – Prüfung – Anwendung

Kategorien

eBooks