Ingenieurwissenschaften Werkstoffkunde – Stahl und Eisen
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15 KartenWelche drei Hauptphasen existieren im Eisen-Kohlenstoff-Diagramm?
Rückseite
Ferrit (α-Eisen, kubisch-raumzentriert), Austenit (γ-Eisen, kubisch-flächenzentriert) und Zementit (Fe3C, metastabiles Eisenkarbid).
Bei welchem Kohlenstoffgehalt liegt der eutektoide Punkt im Fe-C-Diagramm?
Rückseite
Bei 0,8 % C und 723 °C wandelt sich Austenit vollständig in Perlit (Ferrit + Zementit) um.
Was unterscheidet Stähle von Gusseisen nach der DIN EN 10020?
Rückseite
Stähle enthalten höchstens 2,06 % Kohlenstoff, Gusseisen mehr als 2,06 % C – diese Grenze markiert die maximale Löslichkeit von C in Austenit.
Welche Mikrostruktur entsteht beim langsamen Abkühlen eines eutektoiden Stahls?
Rückseite
Perlit: lamellare Schichtung aus Ferrit und Zementit, entsteht durch eutektoide Umwandlung bei 723 °C.
Wie wirkt sich Kohlenstoff auf die mechanischen Eigenschaften von Stahl aus?
Rückseite
Mit steigendem C-Gehalt steigen Härte und Zugfestigkeit, aber Duktilität, Zähigkeit und Schweißbarkeit nehmen ab.
Nenne die vier Hauptgruppen der Stähle nach Legierungsgehalt.
Rückseite
Unlegierte Stähle (< 5 % Legierungselemente), niedriglegierte (5–10 %), hochlegierte (> 10 %) und Werkzeugstähle.
Was bewirkt das Legierungselement Chrom in Stahl ab ca. 12 % Gehalt?
Rückseite
Bildung einer passiven Chromoxid-Schicht an der Oberfläche – der Stahl wird rostfrei (Korrosionsbeständigkeit).
Welche Wärmebehandlung erzeugt Martensit und welche Voraussetzungen sind nötig?
Rückseite
Abschrecken von Austenit (Erhitzen über Ac3/Accm, schnelles Abkühlen > kritische Abkühlgeschwindigkeit) bildet Martensit – ein übersättigtes, tetragonales Gitter mit höchster Härte.
Was ist der Zweck des Anlassens nach dem Härten?
Rückseite
Abbau von Eigenspannungen, Erhöhung der Zähigkeit und Einstellung der gewünschten Härte durch Tempern des Martensits bei 150–650 °C.
Worin besteht der Unterschied zwischen Normalisieren und Weichglühen?
Rückseite
Normalisieren (Luftabkühlung nach Austenitisierung) verfeinert das Gefüge und homogenisiert; Weichglühen (langsames Abkühlen im Ofen) maximiert die Duktilität für die Umformung.
Was kennzeichnet die Streckgrenze Re bei unlegierten Baustählen (z. B. S235JR)?
Rückseite
Re = 235 MPa (bei S235); das 'JR' fordert eine Kerbschlagarbeit von mindestens 27 J bei +20 °C.
Wie wird die Zugfestigkeit Rm im Zugversuch bestimmt?
Rückseite
Maximale Kraft Fm geteilt durch den ursprünglichen Querschnitt S0: Rm = Fm / S0 (in MPa).
Was besagt die Kennzahl 'C45' nach DIN EN 10027?
Rückseite
Unlegierter Qualitätsstahl mit ca. 0,45 % Kohlenstoff (Mittelkohlenstoffstahl für vergütete Bauteile).
Welche Auswirkung hat Mangan als Legierungselement in Stahl?
Rückseite
Mangan bindet Schwefel als Mangansulfid (vermindert Rotbrüchigkeit), erhöht die Durchhärtbarkeit und wirkt ferritbildend.
Was versteht man unter der Durchhärtbarkeit eines Stahls (Jominy-Endquench-Versuch)?
Rückseite
Fähigkeit, beim Abschrecken bis in die Kernzone Martensit zu bilden – gemessen an der Härteverteilung über die Länge eines genormten Probestabs.