Werkstoffkunde:
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| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Berlin
Springer Vieweg
[2018]
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| Ausgabe: | 12., bearbeitete Auflage, korrigierter Nachdruck |
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| Online-Zugang: | Inhaltstext Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | XXII, 531 Seiten Illustrationen, Diagramme 26 cm |
| ISBN: | 9783662486283 |
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Inhaltverzeichnis
1 Grundlagen der Metall- und Legierungskunde 1
Hans-Jürgen Bargel und Günter Schulze
1 1 Aufbau kristalliner Stoffe 1
111 Bindungsformen anorganischer Stoffe 1
112 Gitteraufbau des Idealkristalls 2
113 Realkristalle, Gitterbaufehler, Energie
von Fehlstellen 6
114 Einkristall, Vielkristall 11
1 2 Eigenschaften der Metalle 13
121 Elektrische und thermische Eigenschaften 13
122 Mechanische Eigenschaften 16
1 3 Phasenumwandlungen 23
131 Primärkristallisation bei reinen Metallen 23
132 Primärkristallisation bei Legierungen 26
133 Einfluss der Korngrenzen 28
134 Umwandlungen im festen Zustand 29
135 Martensitbildung 30
1 4 Thermisch aktivierte Vorgänge 32
141 Diffusion 32
142 Kristallerholung und Rekristallisation 34
143 Kriechen und Spannungsrelaxation 38
1 5 Grundlagen der Legierungsbildung 39
151 Begriffe, Definitionen 40
152 Phasengesetz 40
153 Mischkristalle 41
154 Intermediäre Kristalle 43
155 Zustandsschaubilder 44
1 6 Zustandsschaubilder von Zweistofflegierungen 47
161 Vollkommene Unlöslichkeit im flüssigen
und festen Zustand 47
162 Vollkommene Löslichkeit im flüssigen
und festen Zustand 47
163 Vollkommene Löslichkeit im flüssigen Zustand,
vollkommene Unlöslichkeit im festen Zustand 49
164 Vollkommene Löslichkeit im flüssigen Zustand,
begrenzte Löslichkeit im festen Zustand 51
XI
XII
Inhalt
165 Zustandsschaubilder mit intermediären Phasen 55
166 Zustandsschaubilder mit Umwandlungen
im festen Zustand 56
167 Nichtgleichgewichtszustände 57
1 7 Eigenschaften technischer Legierungen -
Anwendungen der Zustandsschaubilder 59
171 Eigenschaften von Legierungen aus
Kristallgemengen 59
172 Eigenschaften von Legierungen aus
Mischkristallen 60
173 Eigenschaften von Legierungen mit
Umwandlungen im festen Zustand 62
1 8 Korrosion 65
181 Elektrochemische Grundlagen 66
182 Korrosionsformen 71
183 Korrosionsarten 72
184 Korrosionsverhalten der Werkstoffe 75
185 Korrosionsschutz 76
186 Korrosionsprüfungen 77
1 9 Fragen und Aufgaben zu Kap 1 78
Literatur 79
2 Einwirkung von Herstellung und Weiterverarbeitung
auf die Eigenschaften von Metallen 81
Hans-Jürgen Bargel und Günter Schulze
2 1 Metallgewinnung, Verhüttung 81
211 Erze, Anreicherungs verfahren 81
212 Verhüttung, Reduktion 82
213 Raffination 82
214 Nichtmetallische Verunreinigungen 83
215 Gase im Metall 84
2 2 Schmelzen und Erstarren 85
221 Primärkristallisation in Gusskonstruktionen 85
222 Kristallisation in Schweißverbindungen 86
223 Gerichtete Erstarrung 87
224 Seigerungen 87
225 Lunker 88
226 Einfluss des Gießverfahrens 88
2 3 Umformen 90
231 Warmformgebung 91
232 Kaltformgebung 94
2 4 Sintern (Pulvermetallurgie) 95
241 Pulverherstellung, Sintervorgang 96
242 Möglichkeiten und Eigenschaften von
Sinterwerkstoffen 96
2 5 Schweißen 97
251 Thermische Wirkung 98
eichnis
XIII
252 Aufbau und Eigenschaften der thermisch
beeinflussten Bereiche 99
253 Werkstoffbedingte Besonderheiten und
Schwierigkeiten beim Schweißen 100
2 6 Löten 104
2 7 Wärmebehandlung 108
271 Ziel der Wärmebehandlung 108
272 Temperaturführung 109
273 Glühbehandlungen (gleichgewichtsnahe Zustände) 110
274 Härten 111
2 8 Eigenspannungen 112
281 Eigenspannungen infolge Kaltverformung 113
282 Eigenspannungen infolge schneller Abkühlung 113
283 Schweißeigenspannungen 114
284 Nachweis und Abbau von Eigenspannungen 115
2 9 Fragen und Aufgaben zu Kapitel 2 115
Literatur 116
Nützliche Links 116
3 Werkstoffprüfung 117
Hans-Jürgen Bargel
3 1 Statische Festigkeits-und Verformungskennwerte 117
311 Spannung-Verformung-Verlauf 117
312 Elastische Kennwerte 119
313 Kennwerte des Zugversuchs 121
314 Kennwerte des Druckversuchs 124
315 Biegeversuch und Verdrehversuch 125
316 Zeitstandversuch 126
317 Einflussfaktoren 127
3 2 Festigkeits- und Verformungskennwerte bei
schwingender Beanspruchung 131
321 Definitionen 131
322 Prüfverfahren 135
323 Einflüsse auf die Schwingfestigkeit 136
324 Werkstoffverhalten bei schwingender
Beanspruchung 140
3 3 Härtekennwerte 143
331 Begriffe 143
332 Statische Härteprüfverfahren 144
333 Dynamische Härteprüfverfahren 147
334 Einflüsse auf die Härtewerte 148
3 4 Kennwerte des Bruchverhaltens 148
341 Bruchformen 149
342 Bruchkriterien, Grundlagen der Bruchmechanik 152
343 Verfahren zur Prüfung des Zähigkeitsverhaltens 155
344 Einflüsse auf das Bruchverhalten 159
345 Anwendungsgrenzen von Bruchversuchen 161
XIV
Inhalt
3 5 Technologische Prüfverfahren 161
351 Prüfung der Umformeigenschaften 162
352 Prüfung der Gießeigenschaften 163
353 Weitere technologische Prüfungen 164
3 6 Zerstörungsfreie Prüfung 164
361 Kapillarverfahren 165
362 Magnetische und induktive Verfahren 165
363 Schallverfahren 166
364 Strahlenverfahren 167
3 7 Metallografische Untersuchungsverfahren 167
371 Makroskopische Verfahren 168
372 Mikroskopische Verfahren 168
3 8 Physikalische Analyseverfahren 171
381 Spektralanalyse 171
382 Röntgenfeinstrukturuntersuchung 172
3 9 Fragen und Aufgaben zu Kap 3 172
Literatur 173
Nützliche Links 173
4 Eisenwerkstoffe 175
Günter Schulze und Hans-Jürgen Bargel
4 1 Eisen-Kohlenstoff-Schaubild (EKS) 175
411 Metallkundliche Grundlagen 175
412 Phasenänderungen im Eisen-Kohlenstoff-
Schaubild (EKS) 176
4 2 Einteilung der Eisenwerkstoffe 181
4 3 Stahlherstellung 181
431 Hochofenerzeugnisse 181
432 Erschmelzungsverfahren 182
433 Sekundärmetallurgie (Pfannenmetallurgie) 184
434 Weitere Verarbeitung von Stahl 185
4 4 Wirkung der Eisenbegleiter 188
441 Mangan 188
442 Silicium 189
443 Phosphor 189
444 Schwefel 189
445 Stickstoff 190
446 Wasserstoff 191
447 Sauerstoff 192
448 Nichtmetallische Einschlüsse 192
4 5 Wärmebehandlung der Stähle 193
451 Austenitisieren 193
452 Umwandlungen bei Abkühlung 196
453 Glühbehandlungen von Stahl 206
454 Härten, Härteverfahren 209
455 Vergüten 215
456 Verfahren zum Härten von Randzonen 219
457 Wärmebehandlungsfehler 227
zeichnis
XV
4 6 Legierungselemente im Stahl 228
461 Einteilung und allgemeine Wirkung 229
462 Austenitumwandlung, Darstellung im
ZTU-Schaubild 232
463 Härtbarkeit und Härteverhalten legierter Stähle 233
4 7 Normgerechte Bezeichnung der Eisenwerkstoffe 235
471 Benennung nach DIN EN 10027-1 235
472 Kennzeichnung durch Werkstoffnummern
(DIN EN 10027-2) 239
4 8 Stahlgruppen 239
481 Einteilung der Stähle 239
482 Schweißgeeignete Baustähle 240
483 Härtbare Maschinenbaustähle 252
484 Warmfeste und hitzebeständige Stähle 261
485 Kaltzähe Stähle 266
486 Nichtrostende Stähle 266
487 Druckwasserstoffbeständige Stähle 279
488 Werkzeugstähle 280
4 9 Eisengusswerkstoffe 284
491 Begriff, Bedeutung, Einteilung 284
492 Stahlguss 287
493 Gusseisen - Übersicht 290
494 Hartguss 291
495 Graues Gusseisen 292
496 Temperguss 302
4 10 Fragen und Aufgaben zu Kap 4 305
Literatur 307
Nützliche Links 307
5 Nichteisenmetalle 309
Hermann Hilbrans
5 1 Normgerechte Bezeichnung der Nichteisenmetalle 309
511 Kurzzeichen 310
512 Werkstoffnummern 312
5 2 Kupfer und Kupferlegierungen 312
521 Kupferherstellung 313
522 Unlegiertes Kupfer 313
523 Niedriglegiertes Kupfer 316
524 Kupfer-Zink-Legierungen 317
525 Kupfer-Zink-N ickel-Legierungen 318
526 Kupfer-Zinn-Legierungen 319
527 Kupfer-Nickel-Werkstoffe mit besonderen
elektrischen Eigenschaften 321
528 Korrosionsbeständige Kupfer-Nickel-Legierungen 322
5 3 Nickel und Nickellegierungen 323
531 Reinnickel 323
532 Legiertes Nickel 325
533 Nickel-Kupfer-Werkstoffe 325
XVI
Inhal
534 Hochwarmfeste und hitzebeständige
Nickellegierungen 326
535 Korrosionsbeständige Nickellegierungen 329
536 Nickelhaltige Magnetwerkstoffe 330
5 4 Aluminium und Aluminiumlegierungen 332
541 Unlegiertes Aluminium 333
542 Legierungssysteme des Aluminiums 334
543 Wärmebehandlung und Aushärten 336
544 Aluminium-Knetlegierungen 337
545 Aluminium-Gusslegierungen 338
546 Verarbeitung von Aluminiumlegierungen 339
5 5 Magnesium und Magnesiumlegierungen 340
551 Reinmagnesium 341
552 Magnesiumlegierungen 341
5 6 Titan und Titanlegierungen 343
561 Unlegiertes Titan 343
562 Titanlegierungen 344
5 7 Zirkonium und Reaktorwerkstoffe 346
5 8 Zinn und Zinnlegierungen 347
581 Reinzinn 347
582 Zinnlegierungen 348
5 9 Zink und Zinklegierungen 349
591 Unlegiertes und niedriglegiertes Zink 349
592 Zink-Überzüge 350
593 Zink-Druckguss 351
5 10 Blei und Bleilegierungen 351
5 10 1 Weichblei 352
5 10 2 Bleilegierungen 352
5 11 Recycling metallischer Werkstoffe 353
5 12 Fragen und Aufgaben zu Kap 5 354
Literatur 355
Nützliche Links 355
6 Anorganische nichtmetallische Werkstoffe 357
Karl-Heinz Hübner
6 1 Einteilung, Definition, Bedeutung 357
6 2 Glas 359
6 3 Keramik 363
631 Tonkeramische Werkstoffe 364
632 Oxidkeramische Werkstoffe 367
633 Ferroelektrische keramische Werkstoffe 370
634 Magnetische keramische Werkstoffe 372
6 4 Kohlewerkstoffe 373
6 5 Nichtoxidische Hartstoffe 376
651 Nichtmetallische Hartstoffe 377
652 Hartstoffe mit metallischen Eigenschaften 378
6 6 Halbleiter 381
eichnis
XVII
661 Einleitung 381
662 Bändermodell 382
663 Eigenleitung 383
664 Störstellenleitung 384
665 p-n-Übergang 387
666 Transistor 388
667 Hall-Generator 389
668 Fotoelektrische Bauelemente 390
6 7 Nanotechnologie und Nanomaterialien 392
6 8 Fragen und Aufgaben zu Kapitel 6 394
Literatur 395
7 Kunststoffe 397
Oswald Krüger
7 1 Einteilung und Aufbau der Kunststoffe 397
711 Bezeichnungen, Begriffe 397
712 Eingruppierung der Kunststoffe 398
713 Vorprodukte, Formstoffe, Zusatzstoffe 399
714 Normung 401
7 2 Herstellung 402
721 Chemische Grundlagen 402
722 Polymerisation 409
723 Polykondensation 416
724 Poly addition 420
7 3 Aufbau und strukturelle Einflüsse 423
731 Aufbauformen 423
732 Strukturelle Einflüsse 427
7 4 Kunststoffsorten 429
741 Thermoplaste 429
742 Thermoplastische Elastomere (TPE) 439
743 Elastomere 439
744 Duroplaste 440
7 5 Temperaturabhängige Eigenschaften
und Anwendungsmöglichkeiten 443
751 Thermische Zustands- und Übergangsbereiche 444
752 Temperaturabhängigkeit 446
753 Formgebungsmöglichkeiten 448
754 Verhalten im Gebrauchszustand 451
7 6 Modifizierung von Kunststoffen 452
761 Strukturveränderungen 452
762 Weichmachung 454
763 Additive 454
764 Füllstoffe 455
765 Verstärkungsstoffe 456
7 7 Gemeinsame Eigenschaften, charakteristische Merkmale 457
771 Äußere Merkmale 457
772 Chemische und physikalische Eigenschaften 458
XVIII Inhalt
773 Mechanische Eigenschaften 459
774 Elektrische Eigenschaften 463
7 8 Bestimmung von Kunststoffen 465
7 9 Kunststoffprüfung 468
791 Mechanische Eigenschaften 468
792 Mechanisch-thermisches Verhalten 477
793 Elektrische Eigenschaften 479
7 10 Kriterien zur Kunststoffauswahl 482
7 10 1 Allgemeine Anforderungen 482
7 10 2 Eigenschaftskennwerte 483
7 11 Fragen und Aufgaben zu Kap 7 483
Literatur 484
8 Schadensanalyse 485
Hans-Jürgen Bargel
8 1 Methodik einer Schadensanalyse 487
811 Voruntersuchungsphase 487
812 Entscheidungsphase 488
813 Untersuchungsphase 488
814 Auswertungsphase 488
8 2 Schadensuntersuchungen 489
8 3 Verschleißschäden 489
831 Verschleißsystem 490
832 Verschleißarten 491
833 Verschleißmechanismen 491
834 Verschleißmerkmale 492
8 4 Korrosionsschäden 493
8 5 Wasserstoffversprödung 493
8 6 Fraktografie 496
8 7 Beispiele von Schadenfällen 498
871 Wasserschaden durch undichten Rohrentlüfter 498
872 Bruch eines Auslassventils 500
873 Bruch der Kurbelwelle eines Dieselmotors 501
874 Lochkorrosion in einem Wärmeübertrager 502
875 Bruch von Federringen infolge
Wasserstoffversprödung 503
8 8 Fragen und Aufgaben zu Kap 8 503
Literatur 504
Nützliche Links 504
Lösungen zu den Übungsaufgaben 505 |
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