Werkstofftechnik HANSER. Werkstoffe - Eigenschaften - Prüfung Anwendung. von Wolfgang W. Seidel und frank Hahn. 9., überarbeitete Auflage

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1 Werkstofftechnik Werkstoffe - Eigenschaften - Prüfung Anwendung von Wolfgang W. Seidel und frank Hahn 9., überarbeitete Auflage mit 389 Bildern sowie zahlreichen Tabellen, Beispielen, Übungen und Testaufgaben HANSER

2 Inhaltsverzeichnis Verwendete Formelzeichen und Abkürzungen Struktur und Eigenschaften der Metalle Überblick Metallbindung und Gitterstruktur Übersicht Wechselwirkung zwischen Atomen Kristallstruktur der Metalle Der kristalline Zustand (Idealkristall) Gittertypen Realstruktur Gitterstruktur und technische Eigenschaften Kristallisation " Übersicht Phasenumwandlungen Thermische Analyse Übergang flüssig-kristallin Elastische und plastische Verformung Übersicht Mechanische Beanspruchung Elastische Verformung Plastische Verformung Thermisch aktivierte Vorgänge Übersicht Gittervorgänge unter Temperatureinfluss Diffusion Erholung und Rekristallisation Lemzie10rientierter Test zu Kapitell Legierungen Überb1ick Aufbau der Legierungen Übersicht Mischkristall Überstruktur Intermetallische Verbindungen Gefügeaufbau der Legierungen Zustandsdiagramme Übersicht Begriffe, Einstoffsystem

3 Inhaltsverzeichnis Zweistoffsysteme (binäre Systeme) Einführung Völlige Löslichkeit im festen Zustand Unlöslichkeit im festen Zustand System mit begrenzter Löslichkeit im festen Zustand - eutektisches System, System mit begrenzter Löslichkeit im festen Zustandperitektisches System Das Lesen der Zweistoffdiagramme, Regeln Beispiele Legierungseigenschaften ttbersicht Tendenzen Lemzielorientierter Test zu Kapitel Eisen-Kohlenstoff-Legierungen Überblick Reines Eisen Komponente Kohlenstoff Allgemeines zum System Eisen-Kohlenstoff ,4 System Eisen-Eisencarbid (Fe-Fe3C) Die Gefügearten des Systems Eisen-Eisencarbid, Einteilung der Eisenwerkstoffe Stabiles System Eisen-Kohlenstoff (Fe-C) Lemzielorientierter Test zu Kapitel Wärmebehandlung der Eisenwerkstoffe "... " Überblick Grundlagen der Wärmebehandlung Übersicht Erwärmung in das Austenitgebiet (Austenitisierung) Abkühlung aus dem Austenitgebiet Thermische Verfahren Übersicht Glühen Diffusionsglühen Grobkomglühen Normalglühen Glühen aufkugelige Carbide Spannungsarmglühen Rekristallisationsglühen, Härten und Anlassen, Vergüten Randschichthärten

4 10 Inhaltsverzeichnis 4.3 Thermochemische Verfahren Übersicht Einsatzhärten Nitrieren Thermomechanische Verfahren Übersicht Verfahrensgrundlagen Verfahrensvarianten, 159 Lemzie10rientierter Test zu Kapitel Eisengusswerkstoffe Überblick Erstarrung und Gefügeausbildung von Eisengusswerkstoffen Übersicht Einteilung der Eisengusswerkstoffe Schwindung, Lunker, Gasblasen und Seigerung Gefügeausbildung bei Eisengusswerkstoffen Stabile und metastabile Erstarrung Grundgefüge Der Einfluss von Abkühlgeschwindigkeit und Wandstärke des Gussteiles Graphitformen bei Gusseisen Gusseisen mit Lamellengraphit Übersicht Erschme1zung und chemische Zusammensetzung Wärmebehandlung Eigenschaften und Anwendung Grauguss mit Kugelgraphit Übersicht Erschme1zung und chemische Zusammensetzung Wärmebehandlung Eigenschaften und Anwendung Weitere Eisengusswerkstoffe Lernzielorientierter Test zu Kapitel Eisenknetwerkstoffe Überblick Stähle - Einteilung und Bezeichnungssysteme Übersicht Stah1- Definition Einteilung der Stähle Eisenbegleiter und Legierungse1emente Bezeichnung der Stähle Stahlgruppen Übersicht Baustähle 216

5 Inhaltsverzeichnis Baustähle für bestimmte Wärmebehandlungen Nichtrostende Stähle Werkzeugstähle Unlegierte und legierte Kaltarbeitsstähle Warmarbeitsstähle Schnellarbeitsstähle 237 Lernzielorientierter Test zu Kapitel Nichteisenmetalle (NE-Metalle) Überblick Allgemeines zur Werkstoffbezeichnung Übersicht Werkstoff- und Zustandsbezeichnungen nach EN Aluminium, Aluminiumlegierungen Übersicht Reinaluminium Eigenschaften Anwendung : Aluminiumlegierungen Einteilung, Eigenschaften Wirkung der Legierungselemente, Aushärten Legierungstyp, technische Anwendung Kupfer, Kupferlegierungen Übersicht Reinkupfer Kupfer-Zink-Legierungen (Messing) Kupfer-Zinn-Legierungen Magnesium, Magnesiumlegierungen Übersicht Reinmagnesium Magnesiumlegierungen Titan, Titanlegierungen Übersicht Reintitan Titanlegierungen 266 Lernzielorientierter Test zu Kapitel SinterwerkstofTe Überblick Grundlagen der Sintertechnik Übersicht Pulverherstellung Formgebung Sintern Nachbehandlung 272

6 12 Inhaltsverzeichnis 8.2 Eigenschaften, Anwendungsgebiete, Übersicht Sintennetalle Gesinterte Carbidhartmetalle (Hartmetalle) Oxid- und Mischkeramik Nichtoxidkeramik 276 Lernzielorientierter Test zu Kapitel Korrosion und Korrosionsschutz Überblick Grundlagen Übersicht Ursachen der KOITosion Chemische KOITosion Elektrochemische KOITosion Passivierung KOITosionsarten Übersicht KOITosionsarten ohne mechanische Beanspruchung Gleichmäßige und ungleichmäßige FlächenkoITosion LochkoITosion SpaltkoITosion BimetallkoITosion (KontaktkoITosion) KOITosionsarten mit mechanischer Beanspruchung, SpannungskoITosioniSpannungsrisskoITosion SchwingungsrisskoITosion Erosions- und KavitationskoITosion KOITosionsschutz Übersicht Aktiver KOITosionsschutz, Werkstoffauswahl KOITosionsschutzgerechtes Konstruieren, Katodischer KOITosionsschutz Beeinflussung des KOITosionsmediums Passiver KOITosionsschutz Vorbereitung der Oberfläche Organische Beschichtungen., Metallische Überzüge Lernzielorientierter Test zu Kapitel Kunststoffe Überblick Struktur von Kunststoffen Übersicht Entstehung der Makromoleküle Räumliche Anordnung der Makromoleküle Hilfs- und Zusatzstoffe

7 Inhaltsverzeichnis Eigenschaften und Verarbeitung von Kunststoffen " Übersicht " Allgemeine Eigenschaften Thermisch mechanische Eigenschaften von Kunststoffen Einfluss von Struktur und Temperatur Einfluss der Belastungsdauer/-geschwindigkeit Verarbeitung von Kunststoffen Ausgewählte Kunststoffe Übersicht Thermoplaste Polyethylen PE Polypropylen PP Polystyrol PS, Polyvinylchlorid PVC Polyethylenterephthalat PET, Weitere technische Thermoplaste Duroplaste, Epoxidharz EP, Ungesättigtes Polyesterharz UP Polyurethan (vemetzt) PUR Elastomere Naturkautschuk NR Styrol-Butadien-Kautschuk SBR Lemzielorientierter Test zu Kapitel Verbundwerkstoffe., Überblick Die Struktur von Verbundwerkstoffen, Übersicht, Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde Verbundwerkstoffe - ihre Einsatzziele Teilchen- und faserverstärkte Verbundwerkstoffe Übersicht Teilchenverstärkte Verbundwerkstoffe Faserverstärkte Verbundwerkstoffe Lernzielorientierter Test zu Kapitel Werkstoffprüfung Überblick, Grundlagen der Werkstoffprüfung, Übersicht, Werkstoffbeanspruchung Werkstoffprüfung - Begriff, Aufgaben und Einteilung der Werkstoffprüfverfahren Mechanische Werkstoffprüfung Übersicht, 358

8 14 Inhaltsverzeichnis Zugversuch Übersicht Prüfprinzip Versuchsauswertung, Kenngrößen Werkstoffverhalten unter Zugbeanspruchung Härteprüfung Übersicht, Härteprüfung nach Brinell Härteprüfung nach Vickers Härteprüfung nach RockweIl (HRe) Instrumentierte Eindringprüfung - Martenshärte Umwerten von Härtewerten Zähigkeitsprüfung Übersicht Kerbschlagbiegeversuch nach Charpy Bruchmechanische Werkstoffprüfung Linear elastische Bruchmechanik LEBM Fließbruchmechanik FBM Dauerschwingprüfung Übersicht Dynamische Beanspruchung und Werkstoffverhalten Dauerschwingversuch Das Dauerfestigkeitsdiagrarnm nach Smith Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung Übersicht Durchstrahlungsprüfung Ultraschallprüfung Magnetische Prüfverfahren Einführung Magnetpulverprüfung Wirbelstromprüfung Gefügeanalyse - Materialographie Überblick, Makroskopische Untersuchungen Lichtmikroskopie Rasterelektronenmikroskopie Transmissionselektronenmikroskopie Lemzielorientierter Test zu Kapitel Lösungsteil Weiterführende Literatur Auskunfts- und Beratungsstellen 464 Sachwortverzeichnis 465