[Metallwerkstoff-Fähigkeitsmeister Praxis] 39. Auflage Lösungsvorschläge

1. Nennen Sie den Versuch, bei dem die zeitliche Veränderung der Verformungsmenge gemessen wird, die auftritt, wenn eine bestimmte Spannung auf ein Material ausgeübt wird.
◑ Kriechversuch

2. Nennen Sie 5 mechanische Eigenschaften, die aus einem Zugversuch ermittelt werden können.
◑ Zugfestigkeit
◑ Streckgrenze
◑ Dehnung
◑ Querschnittsverringerung
◑ Elastizitätsgrenze

3. Nennen Sie die Prüfmethode für Materialien, die hauptsächlich für den Druck verwendet werden, wie z. B. Gusseisen, Lagermetalle, Ziegel und Beton.
◑ Druckversuch

4. Bei der Rockwell-Härteprüfung ist die Eindringtiefe h. Nennen Sie das verwendete Härtemessverfahren, das Eindringkörpermaterial und -form sowie die Prüflast.

5. Ein idealer Kristall, bei dem Atome oder Moleküle regelmäßig angeordnet sind und keine Defekte aufweisen, wird als perfekter Kristall bezeichnet. Tatsächlich weisen jedoch die in der Realität vorkommenden Kristalle aufgrund verschiedener Ursachen Gitterfehler auf. Nennen Sie 3 Arten dieser Gitterfehler.
◑ Punktfehler
◑ Linienfehler
◑ Grenzflächenfehler
◑ Volumenfehler

6. Beschreiben Sie die Eigenschaften der Bereiche a) und b) in der folgenden Abbildung während des Abschreckvorgangs.

7. Was ist der Name der eutektoiden Struktur, die durch die Zersetzung von 0,8 % C γ-Austenit bei 723 °C in Ferrit und Zementit entsteht, wobei es sich um eine Mischung aus α-Austenit und Fe3C in Form einer lamellaren Schichtstruktur handelt?
◐ Perlit

8. Ordnen Sie die folgenden Gefüge nach abnehmender Härte an.
① Sorbit ② Perlit ③ Martensit ④ Troostit
③ > ④ > ① > ②

☆ Reihenfolge der abnehmenden Härte (FeoPerSoTrMa)
◐ Ferrit → Austenit → Perlit → Sorbit → Troostit → Martensit → Zementit

★ Reihenfolge der zunehmenden Härte (SiMaTrSoPeAuFe)
◐ Zementit → Martensit → Troostit → Sorbit → Perlit → Austenit → Ferrit

9. Was ist der Masseneffekt?
◐ Bei Materialien mit großer Masse dauert die Wärmeleitung länger, wodurch ein Temperaturunterschied zwischen Innen- und Außenbereich entsteht. Dadurch kann die Außenseite gehärtet werden, während der innere Bereich nicht gehärtet wird.

10. Nennen Sie 3 allgemeine Eigenschaften von amorphen Legierungen.
◐ Mechanische Eigenschaften
-. Hohe Zähigkeit, Zugfestigkeit, Verschleißfestigkeit, keine Kristallfehler.
-. Sehr gute Temperaturabhängigkeit.
-. Es findet kaum eine Kaltverfestigung statt.
-. Hohe Bruchzähigkeit.
-. Zähigkeit und Duktilität verändern sich stark mit der Temperatur.
◐ Chemische Eigenschaften
-. Sehr gute Korrosionsbeständigkeit.

11. Welche Wärmebehandlung ist dies, bei der es sich um eine isotherme Wärmebehandlung im Bereich der Ar"-Umwandlung (zwischen Ms und Mf) handelt und die bei der durch Abschrecken unterhalb des Ms-Punktes (100-200 °C) in ein Bad mit heißem Öl erfolgte Umwandlung von unterkühltem Austenit fast abgeschlossen ist, gefolgt von Luftkühlung?
◐ Martempern

12. Nennen Sie die 3 Stufen des Anlassens von kaltverformten Metallen und die treibende Kraft jeder Stufe.
◐ 3 Stufen des Anlassens: Erholung → Rekristallisation → Kornwachstum
◐ Erholung: Im Metallinneren gespeicherte Energie.
◐ Rekristallisation: Während der Kaltverformung gespeicherte Verformungsenergie.
◐ Kornwachstum: Reduzierung der Grenzflächenenergie der Körner.

13. Nennen Sie 4 Verfahren zur Sphäroidisierung von Zementit (Fe3C).

◐ Langzeitglühen
Erhitzen knapp unterhalb von A1 (650-700 °C) und anschliessendes Abkühlen.

◐ Wiederholtes Erhitzen
Wiederholtes Erhitzen und Abkühlen an der Grenze des A1-Umwandlungspunktes.

◐ Vernetzte Karbidauflösung
Erhitzen über A3 und Acm, Auflösen von Fe3C und schnelles Abkühlen, um die Bildung von vernetzten Fe3C zu vermeiden und eine Sphäroidisierung zu erreichen.

◐ Langsames Abkühlen
Erhitzen auf eine Temperatur oberhalb des A1-Umwandlungspunktes und unterhalb von Acm und langsames Abkühlen bis zum A1-Umwandlungspunkt.

◐ Isotherme Haltezeit
Erhitzen auf eine Temperatur oberhalb des A1-Umwandlungspunktes und unterhalb von Acm und isotherme Haltezeit unterhalb des A1-Umwandlungspunktes bis zur Beendigung der Umwandlung und anschliessendes Abkühlen.

14. Nennen Sie 3 Verfahren zur Bestimmung der Art der vorhandenen Phasen und der Grenzflächen zwischen den Phasen mithilfe der Gefügeanalyse.
-. Art der Phasen
◐ Austenit
◐ Ferrit
◐ Zementit
◐ Perlit
◐ Bainit
◐ Martensit

-. Messmethoden
◐ Punktzählmethode
◐ Linienmessung
◐ Flächengewichtsmethode

15. Wenn Stahl 20 bis 100 Stunden lang bei 500 bis 550 °C in Ammoniak (NH3) erhitzt wird, zersetzt er sich gemäß 2NH3 → (2N) + (3H2) in N und H. N diffundiert in die Oberflächenschicht des Stahls und bildet eine gehärtete Schicht. Die beste Mischung für das Feststoffkarburieren ist 60 % Holzkohle + (30% BaCO3) + 10 % NaCO3. Eine der chemischen Reaktionsgleichungen des Feststoffkarburierens ist (C) + (CO2) → 2CO.

16. Bei einer Karburierung bei 930 °C über 4 Stunden betrug die Karburierungstiefe 2 mm. Wie lange muss die Karburierungszeit (t) sein, um eine Karburierungstiefe (D) von 4 mm zu erreichen?
◐ Berechnungsformel
D = K * √t ------ ①
2 = K * √4
2 = K * 2
2 / 2 = K , K = 1

4 = 1 * √t ------- In Gleichung ① wird K=1 eingesetzt.
42 = t ------ Um t zu bestimmen, wird die Wurzel entfernt (Quadrieren beider Seiten).

◐Antwort: 16 Stunden

◐ Bsp.: Wenn bei einer Karburierung bei 920 °C über 9 Stunden eine Tiefe von 1,2 mm erreicht wurde, wie groß ist dann die Tiefe bei einer Karburierung bei der gleichen Temperatur über 16 Stunden?
D=K√t 1.2=K√9 , 1.2=K x 3 , 1.2/3 = K = 0.4
D=0.4√16 = 0.4 x 4 = 1.6 Antwort: 1,6 mm

17. Ein zerstörungsfreies Prüfverfahren, bei dem die in einem verformten Zustand gespeicherte Energie in Form von Schallwellen freigesetzt wird, wenn ein Festkörper bricht oder plastisch verformt wird. Es wird zur Materialforschung, Fertigungskontrolle von Schweißungen usw. sowie zur Beurteilung der Eignung von Bauwerken verwendet. Um welches Prüfverfahren handelt es sich?
◐ Schallwellenanalyse (AE)

18. Metalldrähte wie Cu haben einen elektrischen Widerstand, sodass beim Durchleiten von Strom Energie verbraucht wird und die Temperatur sinkt, wodurch der Widerstand abnimmt. Selbst wenn sie auf Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt gekühlt werden, bleibt ein Restwiderstand bestehen. Bei einigen Metallen tritt jedoch das Phänomen auf, dass der elektrische Widerstand bei einer bestimmten Temperatur vollständig auf 0 sinkt. Wie nennt man dieses Phänomen und welche Legierung wird tatsächlich verwendet?
◐ Phänomen: Supraleitung
◐ Praktische Legierung: Nb-Ti-Legierung