METALLISCHE WERKSTOFFE

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1 METALLISCHE WERKSTOFFE VON DR.-ING. HELMUT LÜPFERT MIT 177 BILDERN VOLLSTÄNDIG NEU BEARBEITETE NEUNTE AUFLAGE CF W 1966 C. F. WINTER'SCHE VE R LAGS HANDLUNG PRIEN

2 Die metallischen Werkstoffe im allgemeinen 1. Einführung Elemente Kennzeichen der Metalle Einteilung der Metalle Geschichtliches über Metalle Vorkommen der Metalle Preise der Metalle Erzeugung und Verarbeitung der Metalle Erzeugung von Eisen und Stahl Aufbereitung der Erze. Grundlegendes über die Verfahren Darstellung des Roheisens im Hochofen Darstellung des Roheisens im Niederschachtofen Bessemer- und Thomasverfahren zur Stahlerzeugung Sauerstoffaufblas-Verfahren zur Stahlerzeugung Siemens-Martin-Verfahren zur Stahlerzeugung Elektrostahlverfahren Erzeugung von Gußeisen Erzeugung von Temperguß Erzeugung von Stahlguß Erzeugung der Nichteisenmetalle Allgemeine Übersicht Erzeugung von Kupfer Erzeugung von Nickel Erzeugung von Zink Erzeugung von Blei Erzeugung von Titan Erzeugung von Aluminium Erzeugung von Magnesium Ersehmelzung der Nichteisenmetall-Legierungen Gießverfahren Blockguß Sandguß Kokillenguß Druckguß Genauguß Schleuderguß 44

3 VH 2.5 Gießfehler und ihre Verhütung Übersicht Lunker Gasblasen Seigerungen Nadlige Kristalle Gußspannungen Einschlüsse Gestaltungsgrundsätze für Formgußteile Warmformgebung Begriffe Strangpressen Warmwalzen von Stangen und Profilen Warmwalzen von Blechen (Tafeln und Bändern) Schmieden und Pressen von Formteilen Kaltformgebung Kaltziehen Kaltwalzen Kaltpressen Kaltfließpressen Herstellung von Rohren aus Stahl Nahtlose Rohre Schweiß -und Lötrohre Pulvermetallurgie Die Eigenschaften der Metalle Physikalische Eigenschaften Allgemeine physikalische Eigenschaften Technologische Eigenschaften Mechanische Eigenschaften bei zügiger Beanspruchung Mechanische Eigenschaften bei Dauerschwingbeanspruchung Mechanische Verhaltenseigenschaften Thermische Eigenschaften Elektrische Eigenschaften Magnetische Eigenschaften Optische Eigenschaften Chemische Eigenschaften Normen über Eigenschaften und deren Prüfung (Auswahl) Grundzüge der allgemeinen Metallkunde Kristallisation reiner Metalle Erstarrung und Schmelzung Kristallbildung Gefüge Verfahren zur Feststellung des Feinbaus Atome als Feinbausteine des Kristalls Anordnung der Atome im Raumgitter 93

4 VIII Inhaltsverzeichnis Metalle mit mehreren Raumgitterformen Fehlstellen im Raumgitter Kristallisation der Legierungen Phasenregel Zustandsschaubild der mechanischen Gemenge Zustandsschaubild der ununterbrochenen Mischkristallreihe Zustandsschaubild der begrenzten Mischkristallbildung mit Eutektikum Aushärtung der Metall-Legierungen Zustandsschaubild der begrenzten Mischkristallbildung mit Peritektikum Zustandsschaubild bei Vorhandensein einer chemischen Verbindung mit offenem Maximum Zustandsschaubilder für Dreistofflegierungen Verfestigung und Rekristallisation Verfestigung Eigenspannungen Kristallerholung Rekristallisation Korrosion und Metallschutz Erscheinungsformen der Korrosion._ Korrosion unter Sauerstoffverbrauch Korrosion unter Wasserstoffentwicklung Korrosionsbeständigkeit von Eisen und Stahl Korrosionsbeständigkeit der Nichteisenmetalle Korrosionsschutz durch metallische Überzüge Korrosionsschutz durch nichtmetallische Überzüge Korrosionsschutz durch chemische Oberflächenbehandlung ohne elektrischen Strom Korrosionsschutz durch chemische Oberflächenbehandlung mit elektrischem Strom 132 Die metallischen Werkstoffe im einzelnen 5. Genormte Bezeichnungen der metallischen Werkstoffe Systematische Benennung nach DIN und Stahl unlegiert, Stahl legiert Eisengußstoffe Nichteisenmetalle Werkstoffnummern nach DIN Kurzbenennung von Stahl nach EURONORM Eisen und Stahl: Gemeinsames Reines Eisen Zustandsschaubild Eisen-Kohlenstoff (langsame Temperaturänderung) 139

5 IX 6.3 ZTA- und ZTU-Schaubilder (rasche Temperaturänderung) Zeit-Temperatur-Auflösungs(ZTA)-Schaubilder Zeit-Temperatur-Umwandlungs(ZTU)-Schaubilder Anlassen nach rascher Abkühlung Einfluß der Legierungselemente Allgemeines Mangan Nickel Chrom Sonstige Legierungselemente Nutzanwendung der Schaubilder auf das Glühen Nutzanwendung der Schaubilder auf das Härten Härtetemperatur und Erwärmungsdauer Abkühlungsgeschwindigkeit und Eintauchweise Härten durch Oberflächenerwärmung Nutzanwendung der Schaubilder auf das Vergüten Nutzanwendung der Schaubilder auf das Einsatzhärten Nutzanwendung der Schaubilder auf das Nitrieren Eisen und Stahl: Werkstoffgruppen Baustähle für allgemeine Verwendung Einfache Kohlenstoffstähle Einsatz- und Nitrierstähle Vergütungs- und Oberflächenhärtungsstähle Stanz- und Tiefziehstähle (Bleche, Bänder) Automatenstähle und andere gezogene Stähle Korrosionsbeständige Werkstoffe Hitzebeständige und warmfeste Werkstoffe Kaltzähe und nichtmagnetisierbare Stähle Stahlrohre Baustähle für besondere Verwendung Federstähle Werkstoffe für Heizleiter und elektrische Widerstände Werkstoffe für Bimetalle und andere thermische Ansprüche Wälzlagerstähle, Schienenstähle und andere verschleißfeste Stähle Kesselbaustähle Stähle für Schrauben, Muttern und Nieten Stähle für Ketten und Lasthaken Werkstoffe für Dauermagnete Weichmagnetisohe Werkstoffe für Dynamos, Transformatoren, Relais und Übertrager Werkzeugstähle Unlegierte Werkzeugstähle Legierte Werkzeugstähle für Kaltarbeit Legierte Werkzeugstähle für Warmarbeit Schnellarbeitsstähle Hartlegierungen und Sinterhartmetalle 221

6 X Inhaltsverzeichnis 7.6 Stahlguß Gußeisen Gußeisen mit Lamellengraphit (Grauguß) Gußeisen mit Kugelgraphit Austenitisehes Gußeisen Temperguß Nichteisenmetalle Kupfer und Kupferlegierungen Reinkupfer Niedriglegierte Kupferlegierungen Messing Sondermessing Neusilber Knetbronze Gußbronze und Rotguß Kupfer-Nickel-Legierungen Nickel, Kobalt und deren Legierungen Reinnickel Nickellegierungen Reinkobalt und Kobaltlegierungen Edelmetalle Silber und Silberlegierungen Gold und Goldlegierungen Platinmetalle und deren Legierungen Zink und Zinklegierungen Reinzink Zinklegierungen Blei, Zinn und deren Legierungen Reinblei und Reinzinn Blei- und Zinnlegierungen Titan und Titanlegierungen Aluminium und Aluminiumlegierungen Reinst- und Reinaluminium Al-Knetlegierungen der Gattung AICuMg Al-Knetlegierungen der Gattungen AlMgSi und AlSi Al-Knetlegierungen der Gattungen AlZnMg und AlZnMgCu Al-Knetlegierungen der Gattungen AlMg, AlMgMn und AlMn Sonstige Al-Knetlegierungen AI-Gußlegierungen Magnesium und Magnesiumlegierungen Reinmagnesium Mg-Knetlegierungen Mg-Gußlegierungen Sonstige Metalle Leichtmetalle (Li, Na, K, Ca, Cs) Seltene Erdmetalle (Ceritmetalle) Radioaktive Metalle (Th, U, Pu) 302

7 XI Legierungsmetalle für Stahl (B, V, Cr, Mo, Zr, Hf, Nb, Ta, W, Re) Niedrigschmelzende Schwermetalle (Hg, Cd, Sb, Bi) Halbleiter (Se, Si, Ge) Einzelne Verwendungsgebiete der Metalle Kontaktwerkstoffe Gleitlagerwerkstoffe Federwerkstoffe Werkstoffe der Hochvakuumtechnik Bauwerkstoffe Getterstoffe (Fangstoffe) Werkstoffe für elektrische Temperaturmeßgeräte Werkstoffe für Atomkernenergieanlagen Kernbrennstoffe und Bremsstoffe Bauwerkstoffe, Kühlmittel und Regelstabstoffe Lote 324 Verzeichnis einschlägiger Bücher 328 Verzeichnis handelsmäßiger Werkstoffnamen 330 Sachverzeichnis 336