• Document: Chemie und Werkstoffkunde Script Maschinenbau Semester 2
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Chemie und Werkstoffkunde – Script Maschinenbau Semester 2 www.saiya.de Chemie und Werkstoffkunde Maschinenbau Semester 2 Vorlesungen bei Prof. Dr. G. Cox Script © M. Kringels www.saiya.de [1] Chemie und Werkstoffkunde – Script Maschinenbau Semester 2 www.saiya.de Inhaltsverzeichnis: Seite I. Fe-C-Legierungen 3 - Element Kohlenstoff 3-4 - Herstellung (Roheisen, Stahlherstellung) 5-9 - Fe-C-Diagramm (Zustandsdiagramm) 10-15 - Behandlung, Manipulation von Fe-C-Legierungen 16-17 - Zeit-Temperatur-Umwandlungs-Schaubild (ZTU~) 18-20 - Spezielle Wärmebehandlung (Härten, Glühen) 20-24 II. Legierte Stähle 25 (Niedrig~, Hochlegierte Stähle) Zusatz von Legierungselementen Gusseisen 28 III. Namensgebung 29 IV. Superlegierungen 31 (Hochwarenfeste Legierungen, Basisleg.) Fe < 50% V. Nichteisenmetalle (NE~) [Al~, Cu~, Ti-Legierungen] 33 VI. Keramische Werkstoffe 38 - Eigenschaften und Herstellung Anwendungen (Vergleich zu metallischen Werkstoffen) VII. Kunststoffe 41 - Hauptgruppen - Verarbeitung 44 - Eigenschaften - Prüfung 45 VIII. Verbundwerkstoffe 47 - Arten - Herstellung - Eigenschaften 48 - Anwendung - Berechnung von Verbundwerkstoffen 49 IX. Anhang 52 [2] Chemie und Werkstoffkunde – Script Maschinenbau Semester 2 www.saiya.de 1. Fe-C-Legierungen I. Fe-C-Legierungen Nach wie vor wichtigster metallischer Konstruktionswerkstoff Stahldaten: ca. 1 Mrd. Tonnen weltweit größte Produzenten: China (~ 200 Mio. Tonnen) Japan USA Deutschland (~ 50 Mio. Tonnen) größte Abnehmerindustrien: Automobilindustrie Bauindustrie Anlagenbau größter Hersteller in Deutschland: Thyssen-Krupp wichtigste Gesichtspunkte (BRD): - Rohstoffbezug: Erze – importiert Kohle – subventioniert Umweltbelastung Einteilung der Eisenwerkstoffe: Kriterium: Element „Kohlenstoff“ wichtigster Eisenbegleiter Schmelztemperatur TS: (Rm, Re, H) = f(C) Härte (Mindestkonzentration H: erforderlich aber nicht beliebig hoch steigerbar) Mindestzugfestigkeit Rm: Streckgrenze Re: A = f(C) Bruchdehnung A: Maßgebend: Art und Menge des Kohlenstoffes C kann vorkommen als: %C chem. Verbindung (Fe3C) = Eisenkarbid (Zementit) Mischkristall (in gelöster Form) [ , , ] „freier“ Kohlenstoff (Graphit): C-Lamellen Lamellenform: GGL [Grauguss, Lamelle] Eigenschaft: relativ geringe Zugfestigkeit (unterbrochene Kraftlinie) Aber gute Schwingungs- dämpfung (Einsatz z.B. als Gestell für Werkzeugmasch.) Kraftlinie Kugelform: GGG [Grauguss, globular] C-Kugeln heißt auch „Sphäroguss“ Eigenschaft: höhere Festigkeit (ca. 2xGGL) bis ca. 800 N/mm², Rm Grund: „sanftere Umlenkung der Kraftlinien Kraftlinie [3] Chemie und Werkstoffkunde – Script Maschinenbau Semester 2 www.saiya.de

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