Werkstoffkunde für Ingenieure: Grundlagen, Anwendung, Prüfung
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| Format: | Book |
| Language: | German |
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Berlin [u.a.]
Springer
2011
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| Edition: | 4., bearb. Aufl. |
| Series: | Springer-Lehrbuch
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IMAGE 1
INHALTSVERZEICHNIS
1 UEBERBLICK 1
1.1 WAS IST EIN WERKSTOFF? 1
1.2 WERKSTOFFKUNDE 2
1.3 GESCHICHTE UND ZUKUNFT 4
2 ATOMARER AUFBAU KRISTALLINER STOFFE 7
2.1 ATOMAUFBAU 7
2.2 DIE CHEMISCHEN ELEMENTE 8
2.2.1 EIGENSCHAFTEN METALLISCHER ELEMENTE 9
2.2.2 EINTEILUNG UND UEBERSICHT 9
2.2.3 LEICHTMETALLE 10
2.2.4 SCHWERMETALLE 10
2.2.5 BINDUNGEN ZWISCHEN ATOMEN 11
2.3 ANORDNUNG DER ATOME IM FESTEN KOERPER 13
2.3.1 KRISTALLSTRUKTUREN 13
2.3.2MODIFIKATIONEN -ALLOTROPIE(POLYMORPHIE) 18
2.3.3 KRISTALLOGRAPHISCHE EBENEN 19
2.4 REALE KRISTALLINE FESTKOERPER 23
2.4.1 NULLDIMENSIONALE GITTERSTOERUNGEN 24
2.4.2 EINDIMENSIONALE FEHLER 25
2.4.3 ZWEIDIMENSIONALE FEHLER 29
2.4.4 DREIDIMENSIONALE FEHLER 31
FRAGEN ZU KAPITEL 2 32
3 LEGIERUNGSBILDUNG 33
3.1 GRUNDBEGRIFFE 33
3.1.1 SUBSTITUTIONSMISCHKRISTALL 34
3.1.2 EINLAGERUNGSMISCHKRISTALL 35
3.2 ZUSTANDSDIAGRAMME VON ZWEISTOFFSYSTEMEN 35
3.2.1 VOLLKOMMENE UNLOESLICHKEIT IM FLUESSIGEN UND IM FESTEN ZUSTAND 36
3.2.2 VOLLKOMMENE LOESLICHKEIT IM FLUESSIGEN UND IM FESTEN ZUSTAND 37
3.2.3 VOLLKOMMENE LOESLICHKEIT IM FLUESSIGEN UND VOLLKOMMENE UN-
LOESLICHKEIT IM FESTEN ZUSTAND 39
3.2.4. VOLLKOMMENE LOESLICHKEIT IM FLUESSIGEN UND TEILWEISE LOESLICHKEIT IM
FESTEN ZUSTAND 42
3.2.5 PERITEKTISCHES SYSTEM 44
3.2.6 VERBINDUNGSBILDUNG 45
3.3 ZUSTANDSDIAGRAMME VON DREISTOFFSYSTEMEN 47
3.4 REALE ZUSTANDSDIAGRAMME 50
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN HTTP://D-NB.INFO/1012629864
DIGITALISIERT DURCH
IMAGE 2
VIII INHALTSVERZEICHNIS
3.5 GEFUEGEAENDERUNGEN IM FESTEN ZUSTAND 51
3.5.1 AUSSCHEIDUNGSHAERTUNG 51
3.5.2 EUTEKTOIDE UMWANDLUNG 53
FRAGEN ZU KAPITEL 3 54
4 THERMISCH AKTIVIERTE VORGAENGE 55
4.1 ALLGEMEINES 55
4.2 DIFFUSION 56
4.3 KRISTALLERHOLUNG UND REKRISTALLISATION 60
4.3.1 KRISTALLERHOLUNG 60
4.3.2 REKRISTALLISATION 61
4.3.3 WEITERES KORNWACHSTUM NACH REKRISTALLISATION 65
4.4 SINTERVORGAENGE 68
FRAGEN ZU KAPITEL 4 70
5 MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN 71
5.1 EINLEITUNG 71
5.2 REVERSIBLE VERFORMUNG 72
5.2.1 ELASTISCHE VERFORMUNG 72
5.2.2 HYPERELASTISCHES VERHALTEN 79
5.2.3 ANELASTISCHE VERFORMUNG 79
5.3 IRREVERSIBLE VERFORMUNG 80
5.3.1 PLASTISCHE VERFORMUNG 80
5.3.2 VERFORMUNGSTEXTUREN 90
5.3.3 EIGENSPANNUNGEN 91
5.3.4 VISKOSE VERFORMUNG 93
5.3.5 SUPERPLASTIZITAET 94
5.3.6 KRIECHEN 95
5.3.7 RELAXATION 99
5.4 SCHWINGFESTIGKEITSUNTERSUCHUNG 99
5.4.1 GRUNDLAGEN 99
5.4.2 SPANNUNGSKONTROLLIERTER VERSUCH (WOEHLERVERSUCH) 102 5.4.3
DEHNUNGSKONTROLLIERTER VERSUCH (ANRISSKENNLINIE) 103 5.4.4
EINFLUSSGROESSEN AUF DIE DAUERFESTIGKEIT 106
5.5 VERFESTIGUNGSMECHANISMEN 110
5.5.1 KALTVERFESTIGUNG 111
5.5.2 MISCHKRISTALLVERFESTIGUNG 112
5.5.3 AUSSCHEIDUNGSHAERTUNG 114
5.5.4 VERFESTIGUNG DURCH KORNVERFEINERUNG 115
5.6 BRUCHVORGAENGE UND BRUCHMECHANIK 115
5.6.1 VERFORMUNGSLOSER BRUCH (SPROEDBRUCH, SPALTBRUCH) 117 5.6.2
VERFORMUNGSBRUCH 121
5.6.3 ERMITTLUNG DES J-INTEGRALS (BAUTEILCHARAKTERISTIK) 123 5.6.4
ERMITTLUNG DER ZAEHBRUCHMECHANISCHEN WERKSTOFFKENNWERTE 124 5.6.5
ZEITSTAND- BZW. KRIECHBRUCH 126
5.6.6 ZEIT- UND DAUERBRUCH 128
IMAGE 3
INHALTSVERZEICHNIS IX
5.7 ZERSTOERUNGSFREIE PRUEFUNG 131
FRAGEN ZU KAPITEL 5 138
6 EISENWERKSTOFFE 139
6.1 GEWINNUNG UND VERARBEITUNG VON EISEN 139
6.1.1 ERZE UND ERZAUFBEREITUNG 139
6.1.2 ROHEISENGEWINNUNG 140
6.1.3 ROHEISENWEITERVERARBEITUNG ZU STAHL (FRISCHEN) 142 6.1.4 VERFAHREN
DER NACHBEHANDLUNG DES STAHLES 144
6.1.5 ELEKTRO-SCHLACKE-UMSCHMELZVERFAHREN (ESU) 145 6.2
EISEN-KOHLENSTOFF-LEGIERUNGEN 146
6.2.1 EISEN-KOHLENSTOFFDIAGRAMM 146
6.2.2 PHASENBILDUNGEN 147
6.3 LEGIERUNGEN 153
6.3.1 STAHL 153
6.3.2 BEZEICHNUNGSSYSTEME DER STAEHLE 157
6.3.3 EINTEILUNG UND VERWENDUNG VON STAEHLEN 160
6.4 VERFAHREN ZUR EIGENSCHAFTSAENDERUNG 162
6.4.1 GLUEHEN VON STAHL 162
6.4.2 HAERTEN UND VERGUETEN VON STAHL 165
6.4.3 AUSSCHEIDUNGSHAERTUNG 189
6.5 STAEHLE FUER BESONDERE ANFORDERUNGEN 189
6.5.1 STAEHLE FUER DEN KRAFTWERKS- UND ANLAGENBAU 189
6.5.2 HOCHFESTE FEINKORNBAUSTAEHLE (FK-STAEHLE) 190
6.5.3 WARMFESTE LEGIERTE STAEHLE FUER DRUCKBEHAELTER UND SCHMIEDESTUECKE.
196 6.5.4 HOCHFESTE STAEHLE FUER DEN AUTOMOBILBAU 198
6.6 VERSPROEDUNGSERSCHEINUNGEN AN STAEHLEN 203
6.6.1 DIFFUSIONS- UND AUSSCHEIDUNGSVORGAENGE 204
6.7 EISENGUSSWERKSTOFFE 211
6.7.1 EINTEILUNG 211
6.7.2 GUSSEISEN MIT LAMELLENGRAPHIT (GJL) 212
6.7.3 GUSSEISEN MIT KUGELGRAPHIT (GJS) 214
6.7.4 GUSSEISEN MIT VERMICULARGRAPHIT (GJV) 216
6.8 WERKSTOFFTECHNISCHE ZUSAMMENHAENGE BEIM SCHWEISSEN VON STAEHLEN 218
6.8.1 BEDEUTUNG DER SCHWEISSTECHNIK 218
6.8.2 WERKSTOFFTECHNISCHE VORGAENGE BEIM SCHMELZSCHWEISSEN 219 6.8.3
GEFUEGEAUSBILDUNG 219
6.8.4 AUSWIRKUNG AUF DAS FESTIGKEITSVERHALTEN 222
FRAGEN ZU KAPITEL 6 224
7 NICHTEISENMETALLE 225
7.1 KUPFER UND KUPFERLEGIERUNGEN (BUNTMETALLE) 225
7.1.1 KUPFER 225
7.1.2 KUPFERLEGIERUNGEN 228
7.2 ALUMINIUM UND ALUMINIUMLEGIERUNGEN 238
7.2.1 ALUMINIUM 238
IMAGE 4
INHALTSVERZEICHNIS
7.2.2 LEGIERUNGEN 241
7.3 TITAN UND TITANLEGIERUNGEN 250
7.3.1 HERSTELLUNG 250
7.3.2 REINES TITAN 251
7.3.3 TITANLEGIERUNGEN 252
7.4 NICKEL UND NICKELLEGIERUNGEN 256
7.4.1 NICKEL 256
7.4.2 NICKELLEGIERUNGEN 257
7.5 MAGNESIUM UND MAGNESIUMLEGIERUNGEN 269
7.5.1 HERSTELLUNG UND VERARBEITUNG 269
7.5.2 EIGENSCHAFTEN 270
7.5.3 LEGIERUNGEN 270
FRAGEN ZU KAPITEL 7 273
8 KUNSTSTOFFE 275
8.1 BEZEICHNUNG DER KUNSTSTOFFE 276
8.2 HERSTELLUNG VON KUNSTSTOFFEN 277
8.2.1 SYNTHESE 277
8.2.2 TECHNISCHE HERSTELLUNG (POLYMERISATION) 280
8.2.3 FORMGEBUNG 281
8.2.4 ADDITIVE 283
8.3 KUNSTSTOFFGRUPPEN 285
8.3.1 THERMOPLASTE 285
8.3.2 ELASTOMERE 287
8.3.3 DUROPLASTE 288
8.4 PHYSIKALISCHE UND MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN 290
8.4.1 PHYSIKALISCHE EIGENSCHAFTEN 290
8.4.2 MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN 291
8.5 WICHTIGE KUNSTSTOFFE MIT ANWENDUNGEN 295
FRAGEN ZU KAPITEL 8 297
9 KERAMISCHE WERKSTOFFE 299
9.1 HERSTELLUNG, STRUKTUR 300
9.1.1 EINTEILUNG DER KERAMISCHEN MASSEN 300
9.1.2 FORMGEBUNG 301
9.1.3 BRENNVORGANG - SINTERN - REAKTIONSSINTERN 301
9.1.4 ATOMARE VORGAENGE BEIM BRENNEN 303
9.1.5 GEFUEGEAUFBAU 303
9.2 EIGENSCHAFTEN 304
9.2.1 OXIDKERAMIK 306
9.2.2 NICHTOXIDKERAMIK 309
9.3 WAERMEDAEMMSCHICHTEN 314
FRAGEN ZU KAPITEL 9 315
10 VERBUNDWERKSTOFFE 317
10.1 ALLGEMEINES 317
10.1.1 VERSTAERKUNGSSTOFFE UND FUELLSTOFFE 318
IMAGE 5
INHALTSVERZEICHNIS XI
10.1.2 MATRIXWERKSTOFFE 319
10.2 FASERVERSTAERKTE VERBUNDWERKSTOFFE 319
10.2.1 FASERVERSTAERKTE KUNSTSTOFFE 322
10.2.2 HERSTELLUNG FASERVERSTAERKTER KUNSTSTOFFE 323
10.2.3 FASERVERSTAERKTE METALLE (MMC, METAL MATRIX COMPOSITE) 326 10.2.4
HERSTELLUNG FASERVERSTAERKTER METALLE 326
10.2.5 FASERVERSTAERKTE KERAMIK (CMC, CERAMIC MATRIX COMPOSITE) 328
10.2.6 HERSTELLUNG KERAMISCHER VERBUNDWERKSTOFFE 328 10.3
TEILCHENVERBUNDWERKSTOFFE 330
10.3.1 METALLKERAMIK 330
10.4 SCHICHTVERBUNDWERKSTOFFE 330
10.5 BESCHICHTUNGSTECHNIK 332
10.5.1 EINLEITUNG 332
10.5.2 BESCHICHTUNGSVERFAHREN 332
10.5.3 VERHALTEN VON BESCHICHTUNGEN 336
FRAGEN ZU KAPITEL 10 337
11 PHYSIKALISCHE EIGENSCHAFTEN 339
11.1 DAEMPFUNG 339
11.2 WAERMELEITFAEHIGKEIT 340
11.3 THERMOELEKTRIZITAET 341
11.4 HALBLEITER 343
11.4.1 GEWINNUNG UND VERARBEITUNG 344
11.4.2 EIGENSCHAFTEN 345
11.5 SUPRALEITUNG 346
11.5.1 SUPRALEITER I. ART 346
11.5.2 SUPRALEITER II. ART 347
11.5.3 SUPRALEITER III. ART 347
FRAGEN ZU KAPITEL 11 348
12 KORROSION 349
12.1 DEFINITION DER KORROSION 349
12.2 KORROSION METALLISCHER WERKSTOFFE 352
12.2.1 GRUNDLAGEN ZUR KORROSION IN WAESSRIGEN MEDIEN 352 12.2.2
KORROSIONSARTEN 356
12.2.3 KORROSIONSSCHUTZ 369
12.3 BEISPIELE FUER DIE KORROSION NICHTMETALLISCHER WERKSTOFFE 376 12.3.1
KORROSION SILIKATTECHNISCHER WERKSTOFFE 376
12.3.2 KORROSION HOCHPOLYMERER WERKSTOFFE 377
FRAGEN ZUM KAPITEL 12 378
13 RECYCLING 379
13.1 RECYCLING VON STAHL 379
13.1.1 EINTEILUNG UND KLASSIFIZIERUNG VON STAHLSCHROTT 380 13.1.2
AUFBEREITUNG 380
13.1.3 WIRTSCHAFTLICHE BEDEUTUNG 381
13.1.4 NEBENPRODUKTE UND ENTFALLSTOFFE 382
IMAGE 6
XII INHALTSVERZEICHNIS
13.2 RECYCLING VON ALUMINIUM 382
13.2.1 AUFBEREITUNG VON RUECKSTAENDEN AUS DER ALUMINIUMINDUSTRIE 383
13.2.2 RECYCLING VON ALTSCHROTTEN 384
13.3 RECYCLING VON KUPFERWERKSTOFFEN 386
13.3.1 WIRTSCHAFTLICHE BEDEUTUNG 386
13.3.2 EINTEILUNG DER KUPFERSCHROTTE 386
13.3.3 AUFBEREITUNG 387
13.3.4 NEBENPRODUKTE UND ENTFALLSTOFFE 388
13.4 RECYCLING VON KUNSTSTOFFEN 389
FRAGEN ZU KAPITEL 13 392
14 TRIBOLOGISCHE BEANSPRUCHUNG 393
14.1 PROBLEMATIK 393
14.2 VERSCHLEISSARTEN UND VERSCHLEISSMECHANISMEN 393
14.3 BEISPIELE TRIBOLOGISCHER SYSTEME 396
14.3.1 ADHAESIONSPROZESSE 396
14.3.2 ABRASIONSPROZESSE 397
14.3.3 ERMUEDUNGSPROZESSE 399
14.3.4 SCHWINGUNGSVERSCHLEISS 401
14.4 WERKSTOFFE FUER TRIBOLOGISCH BEANSPRUCHTE BAUTEILE 403 FRAGEN ZUM
KAPITEL 14 404
15 KRITERIEN ZUR WERKSTOFFAUSWAHL 405
15.1 GRUENDE FUER DIE WERKSTOFFAUSWAHL 405
16 KRITERIEN ZUR SCHADENSBEWERTUNG 407
17. ANTWORTEN ZU DEN VERSTAENDNISFRAGEN 409
ANTWORTEN ZU KAPITEL 2: 409
ANTWORTEN ZU KAPITEL 3: 410
ANTWORTEN ZU KAPITEL 4 411
ANTWORTEN ZU KAPITEL 5 412
ANTWORTEN ZU KAPITEL 6 412
ANTWORTEN ZU KAPITEL 7 413
ANTWORTEN ZU KAPITEL 8 414
ANTWORTEN ZU KAPITEL 9 414
ANTWORTEN ZU KAPITEL 10 415
ANTWORTEN ZU KAPITEL 11 415
ANTWORTEN ZU KAPITEL 12 415
ANTWORTEN ZU KAPITEL 13 416
ANTWORTEN ZU KAPITEL 14 417
18 WEITERFUEHRENDE LITERATUR 419
KONKORDANZ 425 |
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