GWK 2

Es gibt 118 und 95 davon sind Metalle

Sauerstoff 47%

Luftfahrt, Leichtbau

Elektrotechnik

Leucht und Schwermetalle

Leichtmetall < 4,5g

Schwermetall > 4,5g

Leicht-

1. Magnesium 1,7g

2. Titan 4,5g

3. Aluminium 2,7g

Schwer-

1. Zink 7,2g

2. Kupfer 8,95g

3. Nickel 8,9g

kfz

a= 0,405nm

Lithosphäre = feste gesteinsschicht

in Oxidierter Form

20/1 verhaltnis

sehr gutes Festigkeits/Dichte verhältnis

gutes elektrische Leitfähigkeit/Dichte verhältnis (2,1 mal besser als Cu wenn es dichte bereinigt ist)

gute Witterungs und Korrosionsbeständigkeit

Durch die Passivschicht die sich bildet (Al2O3)

Kupfer

Zink

Mangan

Magnesium

Silitzium

Knetlegierungen - Guslegierungen

Aushärtbare - Narturharte

AL Mg Si

AL CU Mg

AL Zn Mg

Al Si

Al Zn

Al Mn

Lösungsglähen (unter Acm 548°C)

Abschrecken

Auslagern (100-200^C)

T4 : lösungsglühen, kalt ausgelagert

T6: lösungsglühen, Warm ausgelagert

T3 : lösungsglühen, kalt ausgelagert und Kaltverformt

T8 :lösungsglühen, umgeformt und Warm ausgelagert

ungefährt 500-600 N/mm

Kfz

a = 0,362 nm

unlegiert

legiert

Messinge CuZn

Bronzen CuSn

Messinge CuZn

Bronzen CuSn

Die Leitfähigkeit

Ag Ni Cd Fe P

Die gefahr der Wasserstoff Krankheit bei Einwirkung von Schweißgasen

2 H + Cu2O —> 2Cu + H2O

8,9g

1083°C

125000

35-58 S/m

200-360 N/mm²

240-386 W/mK

Gut

Mischkristallhärtung / Aushärten

Ag und As

Cr Zr Cd Fe P

Die termeratur die FVorhanden sein kann ohne das der Werkstoff mehr als 10% festigkeit verliert

Aus einer CuZn Legierung

CuZn28

CuZn30

CuZn37

Mischkristallverfestigung

bis zu 37% spricht man von a-Messingen

Kfz

28% Zn

a+b hat mehr als 37% Zn und ist durch die b-Phase deutlich fester und härter jedoch auch einen starken abfall in Duktilität

1-2% und es sorgt für einen Besseren Spannbruch

In der Feinmechanik und der Uhrenindustrie oder bei oher Stückzahl von Drehteilen

NiZn legierungen bei dennen der Ni gehalt zwischen 10-25% liegt

Die bessere Anlaufbeständigkeit

Einfache und Legierte

CuZn10

CuZn15

CuZn30

CuZn31Si

CuZn23Al3Co

CuZN20Al2As

CiZn35Pb1

CuZn36Pb3

CuZn39Pb3

CuSn

14 %

Die hohen Erstarrungsintervalle aus welchen Seigerungen folgen

Mit Phosphor

Durch eine Wärmebehandlung

Glühzeiten von 24h bei 650°C wird es soweit homogenisiert das Optimale Zähigkeit entsteht

bis max 8,5 %

12-14% Sn

Telefonleitungen

Hochbeanspruchte Teile / Gegessene Zahnräder

Mehrfachzinnbronzen

CuSn + Zn oder Pb (Zink oder Blei)

10% Sn 20% Zn für besonders Korosionsbeständige Maschienenteile

CuSn4Zn4Pb wird als Lagerbuchse verwendet durch die Walzbarkeit

Legierungen von Kupfer mit

Aluminuim

Mn

Si

gute Korosionsbeständigkeit

hohe Festigkeit

durch Fe und Ni aushärtbar

Seewasserbeständig, hohe Dämpfung (Schiffschrauben)

mit ca 1,5Si und Ni sowie Mn als chemisch beständiger Guss eingesetzt

anorganische, Nichtmetalische in Wasser schwer löslich und min. 30% Kristalin.

800°C

Hohe verschleißbeständigkeit

Gute Korosionsbeständigkeit

Hochtemperaturbeständigkeit

Oxidkeramik

Nichtoxidkermaik

Verbundwerkstoff

Aluminiumoxid

Zirkoniumoxid

Magnesiumoxid

Siliuiumcarbid

Siliziumnitird

Borcarbid

Strahlen-, Korosions-, Temeraturbeständigkeit

Festigkeit, Verschleiß und Gleitung

Verträglichkeit ….

Pulversynthese durch z.B. Reaktion im fest-gasförmig

Masseaufbereitung : Mahlen, Mischen Sprihtrockinen

Formen: Trocken/Nass Pressen, Isostatisches Pressen, Strangpressen

Sintern: Heißpressen, Reaktionssintern, Sintern in verschiedenene Gasatmosphären

Endbearbeitung: Schleifen, Läppen, Lasertrennen

Nach dem Trocknen und man versteht das Trennen, Stanzen oder Drehen und Fräsen von der Keramik

(Die erste bearbeitung quasi)

Nach dem Ausbrennen und Vorbrennen

dort wird getrennt

Drehen, Fräsen, Bohren

Nach dem Sintern

Schleifen, Läppen, Lasertrennen etc

Ein gemänge aus Aluminium, Eisen, Tutan und Silizium oxide !

Was den grundstoff für Al2O3 bildet

1. Bauxid zerkleinern

2. Zugabe von Natronlauge NaOH

3. Gemisch bei 150-250°C und 5-30 Bar reagieren lassen sodass sich ALOH3 absetzt

4. ALOH3 abschöpfen und auskristalisieren Lassen

5. Dehydrieren und dann bei 1200°C das Al2O3 gewinnen

Achesonverfahren

1. Sand (SiO2)wird mit Koks um einen Graphitkern aufgeschichtet

2. der Graphitkern wird auf 2400C erhitzt

3. dadruch entsteht Si+ 2 Co und SiC

4. druch zugabe von Steinsalz werden die Metallischen verunreinigungen gebunden

Durch die Reaktion von Si mit Ammoniak oder Stickstoff

3 Si+ 2N2 —> Si3N4

1000-1400°C

SiO mit Kohlnstoff un Stikstoff

Stabilisieerung von Formkörpern

Gasphasensintern

Festkörpeeersintern

Druckunterstütztes Sintern (HP; HIP)

das verdichten des Ausgangsstoffen bei welchen die Zusammensetzung und chemische zusammensetzzung gleich bleibt

Kombi aus Sintern + 1 axiges Pressen

durchs Pressen werden Diffusionsprocesse und Fließprocesse beschleunigt

Druch würd auf behäter gegeben Temperatur hochgfahrn aurh wir ruh auch höher

2100°C und 1380Bar

Sprödigkeit zum gewissen grad

Schockanfälligkeit

in hohpolymr Wrkstoff Molkülgwiht> 8000

Neutronen, Protonen, Elektronen

H= 1

O= 2

C= 4

wie viele bindungen eingegangen werden können

Erdöl

Chemisch umgewandeltes Erdöl aus welchen im anschluss Makromolekile gemacht werden können

Polymerisationm, Polyaddietion und Polykindensation

-Polymerisationm das gleiche Monomehr wird immer wieder eineinander gereiht

-Polyaddietion unterschiedliche Monomehr werden immer wieder eineinander gereiht

-Polykindensation Stücke der Monomehre werden ausgegliedert damit andere zusammenpassen

Polymerisation—> Polymerisate

Polyaddietion —-> Polykondensate

Polykindensation—> Polyaddukte

Polymerisation—> Polymerisate : PVC; PE; PP

Polyaddietion —-> Polykondensate: PA; PC; PES

Polykindensation—> Polyaddukte: PUR; EPOXIDHARTE; POLYHERNSTOFFE

Thermoplaste

Duroplaste

Elastomehre

Die Vernetzung unterscheidet sich

ungefähr 300°C

HochtemperaturK. —> PI

1 KonstruktionsK. —> PA11

1 STandardK. —> PE

lUPAC

internationale Union of Prue and Applied Chemistry

Reaktion eines Metallischen Werkstoffes mit seiner Umgebung die Messbar ist und meist Elektrochemischer Natur ist.

Ektorochemisch Reakrion

chemische Reaktion

metallphysikalische Reaktion

kathodische Spannungsriskorrosion

Verzunderung

Korrosion im Wässrogen Medium

4,121 Billionen

Kontaktkorosion

Flächenkoriosion

Lochkorrosion

Spaltkorrosion

Muldenkorrosion

SpannungsrissK.

SchwingungsrissK.

KavitationsK.

Elektronenabgabe

Gewsetz von Tamman

d=(k*t)^0,5

d= Zunderdicke

k= Zunderkonstante

t= Zeit

M + 1/2 O2

PH < 7

HP > 7

Me —> Me2+ + 2e-

2H+ + 2e- —> 2H —> H2

ein Stromfluss der sich aus deem System ergibt

Die sich eingestellte Spannungsdifferenz zwischen iAnode und iKathode

Auf das Wasserstoffproton (Platineelektrode)

-0,44

-1,66

-0,71

+0,33 / +0,52

Wasserstoffkorrosion und Sauerstoffkorrosion

Elektrolyten mit hohen wrt an H+ Ionen

O2+ 2H2O+ 4e- —> 4OOH-

wenn Passivschichten des Werkstoiffes beschädigt sind

die große Kathode und kleine Anode —> hoher stromfluss / auflösungsrate

Cl+- , Br- und J-

mit fallenden

%Cr+3,3%Mo+16-30%N

stickstoff so gut weil es Wasserstoff abbindet

Durch die behinderte Diffusion reeeichert sich Wasserstoff durch die Hydrolyse an was zusätzlich den Sauerstoff verdrenkt wodrurch keine Reapssivierung eeinsetzen kann und der werkstoff schlussendlicch auflöst

Bei Grauguss. Die Feritische und Perlitischen werden aufgelöst und die Graphitelemente bleiben als Kathode stehen

Kupfer und Zink gehen in Lösung, das Kupfer wirdd reduziert und Bildet einen Porösen niederschlafg welcher die schnellere auflösung des Zinks hervorruft

weil Zink unedler ist als Kupfer

wenn ein koker Spannungsunterschied zwischen den beiden Metallen liegt fließt ein STrom wodurch das unedlere aufgelöst wird

Es werden Chromreiche ausscheidungen gebildet wodurch die Korngrenzen verarmen an Chrom und Korrosiv umgesetzt werden können.

Dies passiert bei hohen Temperaturen und dagegen werden Monocarbide eingesetzt

Temperatur und Glühdauer

Ferrit

500-600°C

Im passiven berrreich in dem wo wennig strom fließt

Cr und Ni

Verschieben die Passivierungsstromkuve, Aktivierungspotenzial und freies Korrosionspotential in bessere richtung

anodische und kathodische SpRK

Spezifisches Medium, sensilber Werkstoff und mechanische Beanspruchung

Der werkstoff geht anodisch in lösung.

Durch den schmalen Riss und der Anodisachen auflösung ist es nicht möglich, dass der Werkstoff repassivbiert im Rissgrund wärenddessen die Flanken Repassivieren.

der rissgrund säuert immer weiter an

Diese tritt auf wenn der entstandene Sauerstoff in die Gitteraufweitung Diffundieren kann welche durch die Mech. Beanspruchung verursacht wird.

Diese mit einer hohen Streckgrenze und somit einer großen Gitteraufweitung

1ppm und 1000N/mm²

bei Raumtemperatur (-70 bis 140°C)

Spannungsarmglühen und so die eigenspannungen entfernen

Schmelzpunkt absenken durch Begleitelemente

Schroffes abkühlen und höherfeste Stähle vermeiden

Kugelstrahlen

Anderes verfahren wählen wie Elektrolytische Ünerzüge oder Flammenspritzen

Aktiv und passiver Schutz

Veränderung des Elektrolytes

Opferanoden

Katholischer Schutz

Der Positive Pol wird an eine Batterie angeschlossen und der negative pol an Graphitanoden wodurch das Bauteil dauerhaft die Kathode ist und somit geschützt wird

Das Bauteil wird leitend mit einen unedleren element verbunden (Magnesium) wodurch das Bauteil die edlere Kathode ist und das Magnesium die unedleren Anode

Fette, Wackse, Lacke etc.

Oxide, Phosphate

Und Korrosionsschutzschichten

Edle und unedlere Schutzschicht

Das Substrat wird anodisch aufgelöst

Sie wird zur Opferanoden und die Korrosionsprodukte lagern sich ab, sodass die Reaktion wieder gestoppt wird

Richtiges glühen

C-Gehalt senken

Stabilisieren mit Ti und Nb (TiC)

Konstruktiv und fachgerechter Einsatz von Metallen

10%

3-4%

Direkte Kosten : Material, Personal, Ökologie

Indirekte Kosten: Anlagenverfügbarkeit, Produktionsausfälle

GFT-Arbeitsblatt 7

Schadensanalyse Schäden durch tribologische Beanspruchung

Es ist die Wissenschaft und Technik von aufeinander einwirkenden Oberflächen in Relativbewegung. Eingeschlossen sind Grenzflächenwechselwirkungen zwischen Fest und flüssigen körpern

Vorlaufender Materialverlust aus Oberflächen hervorgerufen durch Mechanische Relativbewegung

Trockenreibung 0,1-0,3

Mischreibung 0,1-0,01

Flüssigreibung 0,01

Wälzreibung 0,001

Luftreibung 0,0001

Rollreibung

Geleitreibung

Haftreibung

Wälzreibung

Zug

Druck

Biegung

Schub

Torsion

Grundkörper

Zwischenmedium

Gegenkörper

Umgebungsmedium

Beanspruchungskollektiv

Adhäsion

Abrasion

Oberflächen Zerrütung

Tribochemische Reaktion

Kaltverschweizung

Materailabtrag durch durchende und ritzende Beanspruchung

Ermüdung/ Rissbildung

Die geförderte Reaktion durch tribologische Aktivierung

Mikrospahnen

Mikropflügen

Mikrobrechen

Mikroermüden

Das Material wird nach außen gedrängt es bilden sich “Berge”

Ein Spahn entsteht, Material wird entnommen

Um der Einschnitt Stelle entstehen Ausbrüche

Mehrfaches mikropflügen

fab = (Av-A1+A2)*Av-¹

0= ideales Mikropflügen

1 = ideales mikrospahnen

>1 = mikrobrechen

Gummi hat wenig Probleme unter einem starken Winkel dafür große Probleme bei einem flachen

Stahl andersrum

Korolation zwischen Oberflächen Zerrütung (stärker Winkel)

Und Oberflächen Abrasion (flacher Winkel)

Absenken von stoßenergie

Vermeidung von abradiven

Vermeidung hoher drücke

Schmieren

Matal Metal Paarungen vermeiden

Inkubation

Delateration

Materialverlust

Schlupf vermeiden

Schmierstoffe mit Korrosionsschutz

Reaktionsträge Werkstoffe

Durch die Beanspruchung sind kleinstpaetikel freigelegt welche schnell rosten. Oberflächen immer wieder beansprucht dadurch kann sich die Oxidschicht nicht wirklich absetzen was schützen würde

Betriebsversuch

Prüfstandversuch

Aggregatversuch

Beuteilversuch

Modellversuch

Unter konstanter Last

Stoßartiger Last

Ritzen

Rückprall

Die Eindruckfläche wird Diagonal vermessen daraus das Mittel gebildet und nach Tabelle abgelesen

10sec absenken und 10-15sec halten

Härtewert 600 HBW

2,5mm Kugeldurchmesser

Druck 30kp

Zeit 20sec

Härte Rockwell

Ball oder Cone (Kegel)

5xD

10xD

Stahl 220.000

Bei 600°C 100.000

Kupfer 125.000

Aluminium 70.000

Hokidche Gerade

Lüdersbereich

Gleichmaßdehnungsbrereich

EinSchnürbereich

Bruch

Farb eindring Prüfung

Magnetpulver

Ultraschall

Durchstrahlungs

Wirbelstrom

493% N +354 C + 14 Mo + 2,4 % Rest

E = Maschienbaustägle

S = Stahl für den allgemeinen Stahlbau

B = Betong Stähle

Stahl für allgemein Stahlbau

Mit einer Mindest Strecke Grenze von 300N/mm²

Bei 27J und Raumtemperatur

Welche Normalvergütet ist

Legiert

Unlegiert

Hochlegierte Stähle

Schnellarbeitsstähle

0,4%

Mann sieht nie 4 weiße CroCodirle

Mn, Si, Ni, 4,W, Cr, Co

Mit 100 PS nach Celle

100, P, S, N, Ce, C

Al, Cu, Mo, Nb, Ta, Ti, V, Zr

0,5% Kohle

1 % Cr

Und

Molybdäm

S2-10-1-8

Wo Mo Va Co

Wolfram

Molybdäm

Vandium

Cobalt

Europäische Norm

Guseisen mit kugeligen Graphit

Mindest Zugfestigkeit von 350N/mm²

Mindest Dehnung 10

Mit einer angegossen Probe

%C + P/2 + Mn /6+ ( Cr+ Mo+V)/5+ (Ni+ Cu)/15+Si/24

S355N

28Mn6

X2CrNiMoN22-5-3

Austenit

X5CrNi18-10

Ferrit

X6Cr17

Martensiet

X20Cr13

Kaltarbeitsstahl (200°C)

C60,C105,

Warmarbeitsstahl ünern200°C

56NiCrMoV7

Schnellarbeitsstahl 600°C

S6-5-2

Rm 400

Anlassbändigkeit 350

CuFE2P

Delta L

/

L 0