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Warum verwendet man als Strukturwerkstoffe in der Technik nur sehr selten reine Metalle? Nennen Sie einen wesentlichen Grund.
Reine Metalle haben meist zu geringe Festigkeit
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Warum werden als Strukturwerkstoffe in der Technik vor allem Legierungen verwendet?
Durch Zusatz von LE werden die Eigenschaften entsprechend den Anforderungen verändert, vor allem di Festigkeit.
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Wie können Legierungselemente (LE) die Eigenschaften des Eisens verändern? Geben Sie dazu für 2 LE Beispiele aus der Praxis.
Höhere Festigkeit durch C, Korrosionsbeständigkeit durch Cr, erhöhte Zerspanbarkeit durch S, erhöhte Verschleißfestigkeit durch W und C
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Was versteht man unter den "Komponenten" einer Legierungen?
Es sind die chemischen Elemente, aus denen die Legierung hergestellt wird.
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Wie unterscheiden sich Legierungen von chemischen Verbindungen?
Die Massenverhältnisse der Komponenten sind bei Legierungen beliebig, bei chemischen Verbindungen festgelegt.
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Ws ist eine Legierung? Nennen Sie zwei Beispiele von Legierungen aus der Praxis.
Eine Legierung ist eine Mischung von mindestens einem Metall mit mindestens einem Metall oder Nichtmetall. Beispiele: Metall/ Metall: Cu-Zn, Messing: Metall/Nichtmetall: Fe-C, Grauguss
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Bei Legierungen zwischen Metall und Nichtmetall entstehen häufig chemische Verbindungen,die keinen metallischen Charakter mehr haben. Geben Sie die Ursache an.
Metall und Nichtmetall streben in der chemischen Verbindung den Edelgasaufbau ihrer Elektronenhülle durch Elenktronenaustausch (Ionen-oder Elektronenpaarbindung) an. Dadurch stehen keine Elektronen mehr für das Elektronengas (metallische Bindung) zur Verfügung.
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Welche chemischen Verbindungen (Gruppennamen) treten häufig in Legierungen als Verunreinigungen auf?
Karbide, Nitride, Oxide, Sulfide
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Was verstehen Sie unter "Phasen" einer Legierung?
Phasen sind einheitliche (homogene) feste oder flüssige Körper, die sich durch eine sichtbare(evtl. mikroskopische) Grenzjkäche con andersartigen Körpern mit sprunghaft sich ändernden Eigenschaften unterscheiden.
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Wodurch ist ein Phasenübergang gekennzeichnet? Nennen Sie Beispiele.
Bei einem Phasenübergang ändern sich Eigenschaften sprungnhaft, z.B. die Dichte, der Wärmeausdehnungskoeffizient oder die spezifische Wärme.
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Nennen Sie Anzahl, Namen der Komponenten und Phasen von AlMg3 und Baustahl.
- 2 Komponenten(Mg und Al), 1 Phase (kfz-Mischkristall);
- 2 Komponenten ( Fe und C), 2 Phasen (Ferrit und Zementit)
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Welche Unterschiede sind aus den Abkühlungskurven von Reinmetall, Legierung und amorphen Stoff zu erkennen?
Reinmetalle erstarren je nach Abkühlungsgeschwindigkeit bei einer bestimmten Temperatur (Haltepunkt). Legierungen haben im Regenfall einen Erstarrungsbereich (Knickpunkte).
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Wie können sich die Komponenten eines Stoffgemenges hinsichtlich ihrer Löslichkeit im flüssigen Zustand verhalten (2 Möglichkeiten, Alltagsbeispiele)?
Vollständige Löslichkeit, z.B. Wasser + Alkohol; teilweise Löslichkeit, z.B. Wasser + Öl(fast unvollständige Löslichkeit) oder Wasser + Salz.
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Zu welche der 3 Fälle gehören die meisten Werkstoffe des Maschinenbaus(Begründung)?
Fall1. Nur so entsteht durch Schmelzen ein Werkstoff, der nach dem Abgießen in allen Bereichen annährernd gleiche Zusammensetzung und dadurch gleich Eigenschaften aufweist.
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Nennen Sie 2 einfache Arten von Zustandsdiagrammen und geben Sie jeweils ein Beispiel.
Eutektisches System (Cu-Ag), System mit vollständiger Löslichkeit im festen und fjüssigen Zustand (Cu-Ni).
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Welche Bedingungen müssen die Komponenten erfüllen, damit sie ein System mit vollständiger Löslichkeit im festen und flüssigen Zustand aufbauen?
- 1. Gleiches Kristallgitter
- 2. möglichst gleiche Gitterkonstante, also annähernd gleiche Atomradien
- 3. gleiche Wertigkeiten
- 4. geringer Abstand in der elektro-chemischen Spannungsreihe
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Welche Bedingungen müssen die Komponenten erfüllen, damit sie ein eutektisches System aufbauen können?
Wenn größere Unterschiede in einem der folgenden Kriterien Raumgittertyp , Gitterkonstante bzw. Atomradius und Wertigkeit bestehen, kann ein eutektisches System entstehen; andere komlexere Zustandsdiagramme sind ebenfalls möglich
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Zweistoff-Legierungen können nur in 2 Arten vorliegen.Nennen Sie diese Arten, geben Sie die Anzahl der Phasen an, die nach dem System an.
Als heterogen Legierung 2-phasig oder als homogene Legierung 1-phasig.
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Was verstehen Sie unter "löslich im festen Zustand"?
Die Komponenten bauen bei einer Temperatur ein gemeinsames Kristallgitter aufm sie bilden ein Mischkristall.
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Was verstehen Sie unter"teilweise löslich im festen Zustand"?
Die Komponenten bauen bei einer Temperatur nur in bestimmten Konzentrationsbereichen ein gemeinsamesKristallgitter auf. Die gegenseitige Löslichkeit ist (evtl. auf extrem kleine Werte "unlöslich") beschränkt. Es entstehen in der Regel heterogen Zweistofflegierungen aus 2 verschiedenen Mischkristallen oder aus Mischkristall und einer intermetallischen Verbindung.
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