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Buffl

Prozessauswahl

by Nazira F.

Auf welchen Eigenschaften beruht die Bedeutung des Stahls als wichtigsterKonstruktionswerkstoff?

Hohes E-Modul, hohe Festigkeit, Chemische stabil, gute verfügbares element

Beschreiben Sie die einzelnen Fertigungsschritte vom Erz zum Stahl

Verfahrensschritte:

Aufbereiten der Erze

Reduktion der Erze im Hochofen

Abstich des Roheisens

Frischen des Roheisens

Reinigung und Veredelung des Rohstahls

Gießen und Weiterverarbeitung des Stahls

Welche Gleichgewichtsreaktion stellt bei der Stahlherstellung das Reduktionsmittel zur Verfügung? Geben Sie die Reaktionsgleichung an.

Boudouard-gleichung

CO2 + C = 2Co

Weshalb kann Eisenoxid mit Kohlenstoff reduziert werden, Aluminiumoxid jedoch nicht?

Eisenoxid ist instabiler als Aluminiumoxid

Was ist der Unterschied zwischen Roheisen und Stahl?

Rohr sind unvereinigung von Phosphor Schwefel

Stahl sind reinige Rohreisen und noch legiert

Was ist Frischen? Welche Verfahrensvarianten gibt es?

Frischen nennt man verschiedene Verfahren, die vor allem zur Verringerung des Kohlenstoffanteils, aber auch der Anteile verschiedener anderer, unerwünschter Bestandteile des Roheisens (u.a. Phosphor und Schwefel) mit Hilfe von Sauerstoff dienen.

LD verfahren

Wie unterscheidet sich Blasstahl vom Elektrostahl?

Elektrostahl keine Hochofen,günstig Abgase und sind aus Schrott oder Eisenschwamm

Was sind die grundsätzlichen Prozessschritte bei der Aluminiumgewinnung? Welches Abfallprodukt fällt vornehmlich an?

Vor Zerkleinerung von Rohbauxit

Mahlen und Aufschluss

Losung und Verdünnung

Eindickung des Rotschlamms

Klarfiltration ausfuhrung mit Impfstoff

Ausfallen und waschen als Au

Kalzinierung zu Alum.Oxid

Welche typischen Verunreinigungen (Elemente) resultieren im Titan aus dem Kroll-

Prozess

Chlor und Magnesium

Warum wird MgO nicht – wie Aluminiumoxid – direkt elektrolysiert?

Weil die Schmelztemperatur zu hoch ist

Warum entsteht beim Krollprozess ein schwammartiges Endprodukt und wie wird dieses

weiter raffiniert?

Warum wird Kryolith bei der Aluminiumgewinnung eingesetzt? Wie sieht schematisch das Zustandsdiagramm aus? Wie heißt die Gleichgewichtsreaktion?

Erläutern Sie den Chlorkreislauf im Krollprozess

Nennen Sie einige wichtige Urformverfahren für Metalle.

Gießen

Galvanisieren

Pulvermetallurgie

Erläutern Sie die Grundlagen der Keimbildung. Unterscheiden Sie dabei zwischen homogener und heterogener Keimbildung. Wie sieht der Enthalpieverlauf für die homogene Keimbildung

Thermodynamische Aspekt

Kinetische Aspekt

Homogene Keim : keine Grenzflache

Die findet ohne Beteiligung von fremd Partikeln und nur durch Fluktuation statt

Heterogene Keim : stelle Keime bereit

Bilden sich Keime an den Wänden Nader Gussformen oder durch Verunreinigung

Wie sieht schematisch das Gefüge eines Gussblockes aus? Erläutern Sie die Entstehung dieser Gefügemorphologie.

Nennen Sie einige wichtige Gießverfahren und deren Anwendungen. Wo liegen die prinzipiellen Verfahrensunterschiede?

Feinguss: fur kleinere Stucke geeignet sehr aufwändiges verfahren großkorn,Keramiken

Sandguss: Großkorn

Druckguss:Feinkorn große Serien, Hoher Takt

Kokillenguss

Strangguss Aluminium

Was sind die Grundprinzipien einer gussgerechten Konstruktion?

•Materialanhäufungen sind möglichst zu vermeiden

•Knotenpunkte sind möglichst auflösen

• Wanddicken sollten zum Speiser hin größer werden (s. a. Heuverssche Kreismethode)

• Keine scharfen Wandstärkenübergänge

• Querschnittsabstufungen sollten mit der Modulrechnung (s. Modul, Gussstückmodul) präzise ermittelt werden

Welche Möglichkeiten zur Aufnahme einer Fließkurve kennen Sie? Warum sind Zugversuche für die Aufnahme einer Fließkurve eher ungeeignet?

Stauchversuch, nakajiima Versuch

Die sind ungeeignet weil geringere Form erzeugen

Wie ist der Umformgrad definiert

(Breite, lange,hohe) v=cste ist das log Verhältnis von x ,x0

Unterscheiden Sie die Verfahren Schmieden, Durchdrücken/-ziehen und Walzen. Was ist der grundsätzliche Unterschied zwischen Durchdrücken und Durchziehen?

Was sind Merkmale lösbarer oder unlösbarer Verbindungen? Nennen Sie Beispiele

Eine lösbare Verbindung ist eine durch Fügen hergestellte Verbindung, die ohne Beschädigung der gefügten Teile wieder gelöst werden kann

Eine unlösbare Verbindung ist eine durch Fügen hergestellte Verbindung, die nur unter Inkaufnahme einer Beschädigung oder Zerstörung der gefügten Teile wieder gelöst werden kann.

Bespiele anpressen einpressen fügen

Was sind Beispiele für Fügen durch Zusammensetzen, durch Füllen, durch An/Einpressen, durch Urformen, durch Umformen

Fügen durch füllen:Tränken einfullen

Durch an/einpressen: zylindrischen pressverbindung Aufschrumpfen Herstellung einer fugeverbibdung mit einem Nagel

Beschreiben Sie die Prozessschritte beim Nieten. Was sind Varianten des Nietens?

1) Niet in Löcher einführen, dann auf Gegenhalter bzw. Unterlage aufsetzen

2) Anziehen mit Nietzieher

3) Kürzen

4) Anstauchen des Nietschafts

5) Vorformen des Nietkopfs durch kreisende Schläge mit dem Ballhammer

6) Fertigformen des Nietkopfes mit dem Kopfsetzer

7) Fertige Vernietung

Was sind die Vorteile des Fügens durch Umformen?

•Dynamisch und statisch belastbar

•keine Zerstörung von Beschichtungen

•gasdicht (formschlüssig ohne Spiel)

•keine Wärmeentwicklung, keine Gefüge- veränderungen an den zu vernietenden Teilen

•Prozesskontrolle mittels Sichtprüfung oder Kraft-Weg-Messung durchführbar

5) Was ist der Unterschied zwischen Schmelz- und Pressschweißen. Nennen Sie je ein Beispiel

Schmelzschweißen

bei örtlich begrenztem Schmelzfluss mit oder ohne Schweißzusatz, wodurch die ursprüngliche Trennfuge zwischen den Werkstücken beseitigt wird bsp Schweißen von Kunststoff Airbag im Auto

Pressschweißen

unter Anwendung von Kraft meist bei örtlich begrenztem Erwärmen unter Umständen bis zum Schmelzen bsp Bleche

Skizzieren Sie eine Schweißnaht mit den entsprechenden Gefügezonen. Welcher Bereich ist besonders versagensanfällig

Worin unterscheiden sich WIG und WPS? Betrachten Sie auch Vor- und Nachteile.

WIG

•Wolframelektrode (nicht schmelzend)

•Zusatzwerkstoff getrennt zugeführt

•Standzeit der Elektrode: ca. 30 - 40 Std.

•Schweißen mit Gleich- oder Wechselstrom möglich

• kontaktlose Zündung des Lichtbogens

WPS

•Pilotlichtbogen brennt zwischen Wolfram- elektrode und der Innenseite der Plasmadüse und/oder zwischen Wolframelektrode und dem Werkstück

•Plasmalichtbogen = stark eingeschnürter Lichtbogen

•Druckgasstrom (Argon) wird durch Lichtbogen geführt und damit zu Plasma mit hohem Energiegehalt (Temperatur bis 30.000 °C)

•Plasma ist Wärmequelle für Schweißen

Vorteile

•Schweißen in allen Lagen möglich

•breite Anwendungsmöglichkeiten

Vorteile gegenüber WIG

•höhere Schweißgeschwindigkeit

•höhere Schweißleistung (dreimal so hoch wie

WIG- schweißen)

•tiefer und schmälerer Einbrand

Was sind Kriterien für eine schweißgerechte Konstruktion? Was sind generelle Vor- und Nachteile einer Schweißverbindung?

•Beanspruchungszustand

•Spannungszustand

•Beanspruchungsgeschwindigkeit

•Temperaturen

•Korrosion

•Konstruktive Gestaltung

•Kraftfluss

•Anordnung der Schweißnähte ß Werkstückdicke

•Kerbwirkung

Vorteile

•beste unlösbare Verbindung wegen fester und dichter Vereinigung der Grundwerkstoffe

•Werkstoffeinsparung (keine bzw. geringe Überlappung)

•Gestaltungsfreiheit und einfache Ausführung im Stahlbau

• im Vergleich zu Gusskonstruktionen keine Gussmodelle notwendig

Nachteile

•Güte einer Schweißverbindung ist schwer nachzuprüfen

•Herstellung einer Schweißung erfordert Erfahrung

Was ist der Unterschied zwischen Löten und Schweißen

Löten ist ein thermisches Verfahren zum stoffschlüssigen Fügen von Werkstoffen, wobei eine flüssige Phase durch Schmelzen eines Lotes (Schmelzlöten) oder durch Diffusion an den Grenzflächen (Diffusionslöten) entsteht.

Ablauf des Lötens

•Vorbereiten der Lötverbindung

•mechanische oder chemische Vorreinigung der Lötstellen

•anschließend Einsatz von Flussmitteln

•Lötvorgang

•Reinigen der Lötstellen von Flussmittelresten, da chemisch aggressive Wirkung

Schweißen wird das Werkstoff aufgeschmolzen

Wie funktioniert Kleben? Wo tritt in der Klebestelle Adhäsion und wo Kohäsion auf?

Beim Kleben werden die Werkstücke durch einen polymeren Klebstoffstoff schlüssig verbunden

•Kräften an Grenzflächen Fügeteil/ Klebstoff

Adhäsion

•Zusammenhalt im Innern des Klebstoffes

Kohäsion

(1) Was sind die grundlegenden Verfestigungsmechanismen in Metallen?

Mischkristallhärtung

Korngrenzenhärtung

Versetzungsverfestigung

Ausscheidungverfestigung

Was ist der Zweck des Glühens? Nennen Sie für Stähle typische Verfahren und beschreiben Sie das relevante Temperaturregime

Gefüge so umwandeln, dass sie dem Gleichgewicht entsprechen oder möglichst nahe sind

Verformungen / Eigenspannungen verringern / beseitigen

Normalglühen: knapp oberhalb GSK-Linie, um grobkörniges oder ungleichmäßiges Gefüge zu beseitigen

Grobkornglühen: weit oberhalb GSE-Linie, für spanende Bearbeitung, kurzbrechender Scherspan

Weichglühen: im Bereich um die PSK-Linie, zur Verminderung der Härte auf einen vorgegebenen Wert, Zementitlamellen aus Perlit wandeln sich zu kugeliger Form -> bessere Bearbeitbarkeit und Umformbarkeit

Spannungsarmglühen: 550 °C – 650 °C 1-2 h, bei vergüteten Stählen unterhalb der Anlasstemperatur; zum Abbau innerer Spannungen

Rekristallisationsglühen: 550 °C – 650 °C mehrere h, zur Neubildung des Gefüges nach Kaltumformungen

Diffusionsglühen: langzeitig bei 1050 °C – 1250 °C, zum Ausgleich von Seigerungen um Konzentrationsausgleich durch Diffusion zu erreichen

Wieso werden Stähle nach dem Härten üblicherweise angelassen (Vergüten)?

Nach dem Abschrecken ist der Stahl sehr hart und spröde. Er besitzt wegen des harten und spröden Martensits innere Gefügeverspannungen, die Härteverzug, Härterisse und bei Belastung Sprödbruch bewirken können. Um diese Versprödung zu verringern, werden die frisch gehärteten Werkstücke auf Anlasstemperatur erwärmt, gehalten und dann langsam abgekühlt. Unlegierte und niedrig legierte Stähle werden bei 200 °C bis 350 °C angelassen, hochlegierte Stähle bei 500 °C bis 700 °C.

Was sind typische Randschichthärteverfahren? Unterscheiden Sie zwischen Thermischen Verfahren und Thermochemischen Verfahren

Thermische Verfahren: Härten mit auf die Randschicht begrenzten Austenitisieren.

Thermochemische Verfahren: Wärmebehandlung in einem geeignetem Mittel, um eine Änderung der chem. Zusammensetzung des Grundwerkstoffes durch Stoffaustausch mit dem Mittel zu erreichen

Nennen Sie Beispiele für Stand- und Durchlauföfen. Welchen fertigungstechnischen Vorteil besitzen kontinuierliche Wärmebehandlungsanlagen (Durchlauföfen)?

Standöfen: Kammerofen,Schachtofen, Tiegelofen, Haubenofen

Durchlauföfen: Drehherdofen, Tunnelofen, Rollenherdofen , Durchziehofen

Vorteil

Wärmebehandlungsanlage bestehen aus einer Erwärmungseinrichtung und einer nachgeschalteten Kühlstrecke

Nennen Sie Beispiele für die mechanische Oberflächenbehandlung

Kugelstrahlen, Ultraschallstrahlen, Festwalzen, Laserschockbehandlung

Was sind Einflussgrößen beim Kugelstrahlen? Was ist das Ziel einer

Kugelstrahlbehandlung? Welche Anlagentypen kommen zum Einsatz

Strahlanlage, Strahlgut , Strahlmittel

Schleuderradverfahren

Druckluftverfahren

Injektorverfahren