Einführung in die Werkstoffkunde

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1 Einführung in die Werkstoffkunde von Hein-Peter Stüwe o. Prof. an der Montanuniversität Leoben/Steiermark 2., verbesserte Auflage BibUographisches Institut Mannheim/Wien/Zürich B.I.-Wissenschaftsverlag

2 INHALTSVERZEICHNIS Einleitung 1. Aufbau, der Werkstoffe 1.1 Holz als Beispiel für einen, natürlichen Werkstoff Kristalle Elementarzellen Kugelpackungen Mischkristalle Punktfehler Der Vielkristall Korn und Korngröße Texturen Inhomogene Werkstoffe Steine und Erden Glas Keramik Beton Kunststoffe Duroplaste Thermoplaste Einzelne Begriffe Elaste Verbundwerkstoffe 38 Anhang: Experimentelle Methoden der Werkstoffkunde. 41 A. Metallografie 41 B. Röntgenfeinstnikturuntersuchungen C. Das Elektronenmikroskop Zustandsdiagramme 2.1 Darstellung von Zustandsschaubildern Ein System mit ununterbrochener Mischkristallreihe (Cu-Ni) Ein System mit eutektischer Reaktion (Pb-Sn) Ein System mit peritektischer Reaktion (Ag-Pt) Ein System mit Mischungslücke in der Schmelze (Pb-Cu) Kompliziertere Zustandsdiagramme Dreistoffsysteme Das Eisenkohlenstoffdiagramm 62

3 8 Inhaltsverzeichnis Anhang: Normung der Eisenwerkstoffe 66 Benennung nach Eigenschaften. 66 Benennung nach chemischer Zusammensetzung. 66 Benennung von Gußwerkstoffen 67 Kennzeichnung zusätzlicher Merkmale 68 Einteilung nach Werkstoffnummern (DIN 17007) Diffusion 3.1 Das erste Ficksche Gesetz Der Diffusionskoeffizient Das zweite Ficksche Gesetz Besonderheiten der Diffusion 76 Anhang: Sintern Kinetik der Phasenänderungen 4.1 Erstarren aus der Schmelze Keimbildung beim Erstarren Lunker Blockseigerung Kornseigerung Bildung von Ausscheidungen Warmaushärtung Kaltaushärtung Umwandlung der Stähle Der Perlitzerfall im isothermen ZTU-Schaubild Martensit ' Zwischenstufengefüge Kontinuierliches ZTU-Schaubild.. 93 Anhang: Härten und Vergüten Plastische Verformung 5.1 Phänomene Der Zugversuch Härtemessung Geschwindigkeitsabhängigkeit der Fließspannung Kriechen und Spannungsrelaxation Eigenspannungen....< Kristallographie der Gleitung Verformung eines Vielkristalls Versetzungen Versetzungsdiehte und Fließspannung 111 Anhang: Die ausgeprägte Streckgrenze 113

4 Inhaltsverzeichnis 9 6. Erholung und Rekristallisation 6.1 Definitionen Das Rekristallisationediagramm Spätstadien der Rekristallisation Erholung Warm- und Kaltverformung 125 Anhang: Verformungs- und Glühtexturen Zerstörung von Werkstoffen 7.1 Bruch bei einsinniger Belastung Verformungsbruch Sprödbruch und Mischbruch Dauerbruch Erscheinungsbild des Dauerbruchs Der Dauerschwingversuch Reibung und Verschleiß Korrosion Das galvanische Element Die Wirkung äußerer Spannungen Passivität Belüftungselemente Sonstige Korrosionsformen Anstriche und Überzüge 152 Anhang: Zur Auswahl von Werkstoffen Werkstoffe auf Eisenbasis Baustähle Die allgemeinen Baustähle Kesselbleche Feinbleche Einsatzstähle Vergütungsstähle. ' Feinkornstähle Schraubenstähle Automatenstähle Federstfthle Werkzeugstähle Unlegierte Stähle für Werkzeuge Legierte Kaltarbeitsstähle Legierte Warmarbeitsstähle 161

5 10 Inhaltsverzeichnis Schnellarbeitsstähle Walzlagerstähle Nichtrostende Stähle Die rostfreien ferritischen Stähle Die rostfreien austenitischen Stähle Hitzebeständige Stähle Gegossene Eisenwerkstoffe Stahlguß Gußeisen Hartguß Temperguß Nichteisenmetalle Aluminium und seine Legierungen Aluminium Aushärtbare Aluminiumlegierungen Homogene Legierungen Aluminium-Gußlegierungen Kupfer und seine Legierungen Kupfer Niedriglegierte Kupfer-Knetlegierungen Messinge Bronzen Nickel und Nickellegierungen Zink und Zinklegierungen Blei, Zinn und ihre Legierungen Magnesiumlegierungen Hartmetalle Heizleiterlegierungen Kunststoffe Thermoplaste Duroplaste Keramische Werkstoffe Feuerfeste'Werkstoffe Steingut ; Steinzeug, Porzellan und Glaskeramik Oxidkeramik Elektrokeramik Schneidkeramik 186 Sachregister 194