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KL Fragen

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by Eric S.



Legierungselemente Titan

·       Durch Legierungselemente kann man ß Phase auf Raumtemp. Runterkühlen

·       Alpha Phase Legierungselemente zum stabilisieren --> Sauerstoff (O), Kohlenstoff (C), Stickstoff (N), Aluminium (Al) -durch Alu Mischkristallverfestigung wird also fester

·       Beta Phase stabilisieren Legerierungselemente bsp. - Vanadium (V), Molibdän (Mo, Eisen (Fe), Chrom (Cr), Niob (Nb) --> alles Schwermetalle also erhöhen Dichte und damit das Gewicht

 

·       Wenn man nur Alu reinlegiert dann --> reine alpha Legierung damit erhält der Werkstoff bei Raumtemp. Nur alpha Phase (ist hexagonal dichte gepackt und deshalb spröde mit hohen Festigkeiten)

·       Wenn man Stoffe von de 2. Gruppe (V, Cr, Mo, Fe oder Nb) hinzufügt dann --> Legierungen die fast nur aus a Phase bestehen und bisschen ß Phase (durch den ß Anteil erhält die Legierung eine bessere Duktilität=verformt sich stark plastisch bevor es bricht und erhält geringe Festigkeit)

·       Alpha und ß Legierung also beide Phasen gleichverteilt man erhält die Eigenschaften von beiden Anteilen

·       Fast nur Beta Legierung mit nur wenigen Anteil von a Legierung --> Eigenschaften duktil und weniger fest als alpha und ß Phasen; man muss viele Legeriungselemte hinzufügen da bei Raumtemp. Der Werkstoff lieber alpha Phase ist und man das stabiliseren muss

·       Beta Legierung ohne alpha Anteil also krz--> gute Duktilität und Umformbarkeit also weicher

·       Also alpha fest und spröde; beta weich und Duktil und besser umformbar

·       Alpha Phase ist der natürliche Zustand bei Raumtemp.

·       Beta Phase ist meist metastabil (nicht perfekt stabil da der Werkstoff in den alpha Zustand will) und kann durch Wärme teilweise kleine alpha Bereiche ausscheiden


Zinnbronze: Cu-Sn (Kupfer Zinn)

·       bis ca. 1,5% Sn Drähte für Telefonfreileitungen 

·       bis ca. 8% Sn Knetlegierungen (also umformen, schmieden)

·       bis ca. 14% Sn Gusslegierungen

·       großes Erstarrungsintervall verursacht inhomogene Verteilung der Legierungselemente (Seigerungen)

--> Bildung von spröder intermetallischer δ‐Phase (Cu31Sn8)

·       oft ist noch Phosphor aus der Desoxidierung enthalten ( lokale Versprödung bei inhomogener Verteilung

·       Wenn man einphasiger, weitgehend homogener Werkstoff (Bedingung für Duktilität!) haben will nur durch präzise Wärmebehandlung möglich

--> nur bis 6% Sn durch Glühen z.B. bei 650°C für 24h erreichbar

-->  höhere Sn‐Gehalte haben geringe Duktilität

·       Gusslegierungen bei höheren Anteil von Zinn was spröde ist:

·       weitere Mischkristallverfestigung durch höheren Sn‐Gehalt

·       max. Festigkeit & hinreichende Duktilität bei ca. 14% Sn

·       Wärmebehandlung zur Beseitigung der spröden δ‐Phase notwendig à

--> Gussbauteile für den Maschinenbau (z.B. Zahnräder, Armaturen, Gleitlager)

·        Gleitlager aus Gussbronze:

·       heterogene Mikrostruktur gut für Gleit‐ und Verschleißeigenschaften (soll ruhig fester und spröder sein)

·       Zusatz von Blei: weiche Blei‐Phase im Gefüge sorgt für „Selbstschmierung

 

·       mit steigenden Zinn gehalt steigt die Zugfestigkeit und Dehnung; jedoch die elektrische Leitfähigkeit und Wärmeleitfähigkeit sinkt

Reines Nickel - Eigenschaften

·       Korrosionsbeständigkeit, vor allem gegen nicht oxidierende Säuren und Nasskorrosion, und auch noch bei hoher Temperatur (reines Nickel ist gut geeigent für aggresive Umgebungen bei hohen Temp.)

·       sehr gute Kriechbeständigkeit bei hohen Einsatztemperaturen

-->werden in verschiedenen Legierungssystemen und auch unlegiert (als reines Nickel)

·       kubisch‐flächenzentrierte (kfz) Gitterstruktur

--> dadurch hohe Duktilität also gut umformbar und weich, lässt sich aber auch gut kaltverfestigen aber nicht gute Festigkeit

In Deutschland häufigster Auslöser von Kontaktallergien, insbesondere gefährlich beim Einatmen von Pulver

·       reines Nickel wird technisch nicht häufig genutzt

·       Verwendung im Laborbetrieb (Tiegel, Greifzangen...) und im Apparatebau für Reaktoren in der chemischen Industrie --> wegen der guten korrosionsbeständigkeit und verformbarkeit

·       Für große Bauteile wird oft billiger Stahl mit reinem Nickel beschichtet

·       Ni ist bis 360°C ferromagnetisch, daher auch Anwendungen in marinen Echoloten oder Ultraschallgeneratoren (reines Nickel bei Raumtemp. ist magnetisch)

·       Verarbeitungseigenschaften sind sehr ähnlich zu austenitischen (ebenfalls kfz) Stählen

·       Ni hat hohe Affinitiät zu Schwefel. Dieser diffundiert aus der Umgebung (aus Verbrennungsgasen, Trennschmiermitteln...) entlang der Korngrenzen ins Bauteilinnere und bildet dort Nickelsulfid. Bei mechanischer Belastung, Verformung oder Korrosionsangriff führt dies zum Aufreißen der Korngrenzen

 

Fertigungskette Keramische Werkstoffe


o   Pulver - Aufbereitung - Urformen - Grün-/Weißbearbeitung - Sintern - Endbearbeitung - Bauteil

 

o   Pulver: im Ausgang ein bestimmtes Pulver welches aufbereitet und gemischt werden

o   Aufbereitung: Pulverarten (entweder direkt Pulver oder aus Stein und wird dann gemahlen):

o   am häufigsten Feldspalt mit unterschiedlicher Zusammensetzung zb. Si, Al, B

o   also hat man diese Siliziumoxide = Silikate diese Selikate werden gemischt mit Hilfstoffen

o   Hilfsstoffe dafür da um zb Selikate in Urform zu bringen

o   Urformen: Hilfsstoffe werden zusätzlich auch mit Wasser gemischt

o   Wasserzugabe mit dem Ziel dass Konsistenz flüssig ist (Schlicker) oder fest wie Ton

o   je nachdem welchen Porzess man einesetzt kann man unterschiedliche Methoden um es in From zu geben zum urformen

§  spritzen (wenns flüssig ist)

§  pressen(bei festeren)

§  gießen(wenns flüssig ist)

§  extrudieren (bei festeren)

o   Grün/Weißbearbeitung - Sintern - Endbearbeitung

o   Grünling bzw. grünling Bearbeitung: bei festen Zustand nur

§  wird in Form gebracht (vor dem sintern/brennen) weil es noch relativ weich ist und kann man bohren

o   Weißling

§  die Urform kann man alternativ auch ansintern (noch nicht ausgehärtet aber bereits formstabil)

o   Sintern

§  zuerst ein Trockungsschritt (Wasser entfernen)

§  danach bei höheren Temp. gesinert

§  Bauteil verliert Wasser, Hilfsstoffe schmelzen oder verbrenne

§  Bauteil schrumpft

Nachbearbeitung (zb schleifen


b.     Glasur bzw. Einfärbung nach dem Grünling

Bedruckung nach dem Sintern - Logos usw.

Testung auf Druck

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Eric S.

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