Thema 7 I Metalle Herstellung

Buffl

Baustoffkunde

by Rio T.

Nach was werden Metalle klassiziert?

Dichte
Schmelzpunkt
Oxidationsfähigkeit (Edelmetalle und unedle Metalle)

Nachteile von Metallen?

Korrosion
Temperaturempfindlichkeit

Wie weit variieren die Festigkeitseigenschften von eisenhaltigen Produkten?

300 - 2000 N/mm²

In welche zwei Unterklassen lassen sich Metalle einteilen?

Eisen - Werkstoffe
Nichteisen - Metallen

In Welche zwei Gruppen lassen sich Eisen - Werkstoffe unterteilen?

Stähle
Eisen - Guss - Werkstoffe

In welche zwei Gruppen lassen sich Nichteisen - Metalle unterscheiden?

Schwermetalle p > 5 kg/dm³
Leichtmetalle p < 5 kg/dm³

Was sind beispiele für Schwermetalle?

Zink
Kupfer
Blei

Was sind beispiele für Leichtmetalle?

Aluminium
Magnesium
Titan

Was sind eigenschaften von Metallen?

Metallischer Glanz (Reflexionsfähigkeit)
hohe elektrische Leitfähigkeit
hohe thermische Leitfähigkeit
Elasto‐plastisches Werkstoffverhalten
Schweißbarkeit

Wo von hängt die elektrische Leitfähigkeit metallischer Werkstoffe ab?

Atomart
Temperatur
Gitterfehler

Was ist der Wärmeausdehnungskoeffizient?

Wärmeausdehnungskoeffizient ist ein Kennwert, der das Verhalten eines Stoffes bezüglich Veränderungen seiner Abmessungen bei Temperaturveränderungen beschreibt – deswegen oft auch thermischer Ausdehnungskoeffizient genannt. Der hierfür verantwortliche Effekt ist die Wärmeausdehnung.

Desto höher der Kehrwert der Wärmeausdehnungkoeffizient ist, desto …… ist die Schmelztemperatur.

Desto höher der Kehrwert der Wärmeausdehnungkoeffizient ist, desto größer ist die Schmelztemperatur.

Umso höher der Schmelzpunkt eines Metalls desto ….. ist der Wärmeausdehungskoeffizient.

Umso höher der Schmelzpunkt eines Metalls desto kleiner ist der Wärmeausdehungskoeffizient.

Welche drei Arten der Wärmeübertragung gibt es?

Wärmeleitung
Kovektion
Wärmestrahlung

Wie funktioniert Wärmeleitung bei allen Baustoffen?

Moleküle, die durch Wärme in Schwingung versetzt werden, stoßen weitere Moleküle an, die ihrerseits Moleküle anstoßen..... (Wärmeleitung durch Teilchenstöße).

Wie funktioniert Wärmeleitung bei Metallen?

Moleküle, die durch Wärme in Schwingung versetzt werden, stoßen

weitere Moleküle an, die ihrerseits Moleküle anstoßen. (Wärmeleitung

durch Teilchenstöße), Temperaturausgleich in einem Körper.

Was sind die Eigenschaften von Elektrongas?

→ Elektronen bewegen sich sehr schnell

→ bilden dichte Hülle um die Atomrümpfe

→ Lichtquanten werden reflektiert

Was passiert mit der elektrischen Leitfähigkeit bei Metallen, wenn die Temperatursteigt? Was passiert am Schmelzpunkt?

Am Schmelzpunkt sinkt die elektrische Leitfähigkwit drastische.
Elektronen haben keine klare Struktur

Wie verhält sich die Wärmeleitfähigkeit in Abhängigkeit zur Temperatur?

Wie wurde Eisen in der Eisenzeit hergestellt?

Welches Schmelzverfahren ist welches und wann wurde es eingesetzt?

Was wurde nach Holz zur verhütung verwändet?

Koks aus Kohle

Wie wird Koks hergestellt?

Koks wird aus Steinkohle, insbesondere aus Gas- und Fettkohle, durch Erhitzen unter Luftabschluss hergestellt. Dabei werden die flüchtigen Bestandteile der Kohle ausgetrieben, die Kohle wird entgast und der Kohlenstoff bleibt als Koks zurück.

Das wie vielthäufigste Element ist Eisen in der erdkruste?

Das vierthäufigste Element (nach Sauerstoff, Silizium und Aluminium)

Was ist die Verbingung im Gestein die das Gestein zum Eisenerzmachen und wie viel Prozent müssen es davon im Gerstein geben?

Eisenoxid
60 %

Was ist das wichtigste Mineral zur Gewinnung von Eisen?

Hämatit (maßgeblich Fe2O3)

Welche Stoffe können als Reduktionsmittel verwendet werden?

Koks
Erdgas
Kohle
(Wasserstoff)

Welche vier Stuffen werden bei der Stahlherstellung durchlaufen?

Ausgangsstoffe
Reduktion
Stahlerzeugung
Sekundärmetallurgie

Welche Stuffen werden durchlaufen beim Hochofenverfahren durchlaufen?

Welche Stuffen werden durchlaufen beim Lichtbogenofen durchlaufen?

Welche Schritte und Nebenprodukte werden bei der Verhütten von der Kohle bis zum Roheisen gewonnen/durchlaufen?

Was kann aus der Hochofenschlacke hergestellt werden?

Was steht hier wo dran?

Bei welcher Temperatur passiert hier was?

Was ist die chemische Reaktion bei der indirekten Reduktion? (2)

Was ist die chemische Reaktion bei der direkten Reduktion? (2)

Was kann optional für die Reduktion kohlenstofffrei verwendet werden?

Welche Elemente und Eigenschaften stehen hier hinter?

Was steht an den Pfeilen und was ist das?

Sauerstoffaufblaskonverter

Was steht an den Pfeilen?

Was ist das LD Verfahren?

Das Linz-Donawitz-Verfahren ist ein Sauerstoffblasverfahren zum Frischen, also zur Stahlerzeugung durch Umwandlung von kohlenstoffreichem Roheisen in kohlenstoffarmen Stahl.

Was ist hier zusehen?

Entfernung von Phospor, Kohlenstoff, Mangan und Silizium nach dem Linz-Donawitz Verfahren

Welche Elmente sind schwer aus der Schmelze raus zu bekommen?

W, Mo, Ni

Welche Elemte lassen sich beschränkt entfernen aus der Vorschmelze?

As, Cr

Welche Elemente lassen sich gt entfernen aus der Vorschmelze?

Pb und Ti

Welche Elemente lassen sich leicht aus dem Schrott entfernen?

S, Pb, Zn, B, Nb, V, Ti, Si

Welche Elemente sind nicht entfernbar aus Schrott?

W, Cu, Mo, Bi, Ni, Co

Welche Elemente lassen sich beschränkt aus Schrott entfernen?

As, Sb, Cr, P, N

Was ist hier was?

Deoxidation: Was passier bei der übersättigung des Stahls mit Sauerstoff?

kann bei Vergießen mit sinkender Temperatur nicht mehr in Lösung gehalten werden,
hohe Sauerstoffgehalte machen den Stahl alterungsanfällig und rotbrüchig (Rissneigung bei Warmverformung)
UNERWÜNSCHT

Was passiert beim Gießen bei dem Deoxidieren?

wenn Stahl C-Gehalt > 0,2%, dann:
- FeO + C → CO + Fe
Bringt Stahl zum Kochen

Deoxidation: Gasentwicklung CO was passiert hier?

Bringt Schmelze in Wallung, reißt Verunreinigungen P und S mit.
Im Kern und im Kopf kommt es zu Anhäufungen von C, P, S
SEIGERUNGEN (MATERIALENTMISCHUNG)

Was ist hier das beruhigte und was das unberuhigte Verfahren?

Was steht an den Pfeilen?

Was ist bei der Desoxidierung beim Blockguss zu erwarten?

Blockseigerung
d.h. Anreicherung der Verunreinigung in Kopf und Kern

Was ist bei der Desoxidierung bei der Seigerung zu erwarten?

Seigerungen sind Entmischungen einer Schmelze bei der Metallherstellung.

Vorsicht beim Schweißen
Schwachstelle bei Belastung

Welche Verfahren gibt es zuvermeidung von Seigerug?

Beruhigtes Vergießen
Besonders beruhigtes Vergießen

Was wird unter beruhigtem Vergießen verstanden?

Beruhigtes Vergießen

bindet Sauerstoff durch Si02
Keine Entstehung von gasförmigen Reaktionsprodukten, ruhiges Erstarren, keine Entstehung von Block- oder Gasblasenseigerungen
Verunreinigung bleiben gleichmäßig mit Stahlquerschnitt verteilt

Was wird unter besonders beruhigtem Vergießen verstanden?

Besonders beruhigtes Vergießen

bindet Sauerstoff durch Si, Mn, Al
- Aluminium → Abbinden von N (Stickstoff)
- Aluminium → bewirkt feinkörnige Struktur Verunreinigung bleiben gleichmäßig mit Stahlquerschnitt verteilt

Welches Verfahren hat welches Kürzel?