HOCHSCHULE BREMEN - Weiterbildung .homoeopolare Bindung = kovalente Bindung = Elektronenpaarbindung

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    Prof. Dr.-Ing. Uwe ReinertProf. Dr.-Ing. Rdiger Schubert

    Fachbereich Maschinenbau

    WERK

    Werkstofftechnik GrundlagenDiese Unterlagen dienen gem 53, 54 URG ausschlielich der Ausbildung an der Hochschule Bremen.

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    M

    - Vorlesung im SS- Klausur am Ende des SS - Klausurteilnahme nur mit Anmeldung mglich

    ILST + ENTEC

    - Vorlesung im WS- Klausur am Ende des WS - Klausurteilnahme nur mit Anmeldung mglich

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    Informationen im Internet

    - www.hs-bremen.de- Suche nach Personen (Reinert)

    - Reinert- Lehre- Veranstaltung WERK

    - Infos zu der Klausur- Materialien zu der Vorlesung

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    Arbeitsmaterialien

    - Eigene Mitschrift der Vorlesung

    - Materialien zu der Vorlesung im Internet

    - diverse Fachbcher (Literaturliste)

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    Literaturliste

    Bargel, H.-J.; Schulze, G.: Werkstoffkunde. VDI

    Bergmann, W.: Werkstofftechnik, Teil 1 Grundlagen, Teil 2 Anwendung. Hanser

    Blumenauer, H.: Werkstoffprfung. Deutscher Verlag fr Grundstoffindustrie

    Hornbogen, E.: Werkstoffe. Springer

    Lpple, V.: Wrmebehandlung des Stahls. Verlag Europa-Lehrmittel

    Macherauch, E.: Praktikum in Werkstoffkunde. Vieweg

    Schatt, W.; Worch, H.: Werkstoffwissenschaft. Deutscher Verlag fr Grundstoffindustrie

    Seidel, W.: Werkstofftechnik. Hanser

    Troost, A.: Einfhrung in die allgemeine Werkstoffkunde metallischer Werkstoffe I. Wissenschaftsverlag

    Vollertsen, F.; Vogler, S.: Werkstoffeigenschaften und Mikrostruktur. Hanser

    u.a.

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    1 Einfhrung

    1.1 Inhalt der Vorlesung1.2 Einteilung der Werkstoffe1.3 bersicht ber die Werkstoffe

    2 Atomare Struktur

    2.1 Atommodell nach Nils Bohr2.2 Periodensystem der Elemente PSE2.3 Interatomare Bindungen

    1. Einfhrung1.1 Inhalt der Vorlesung

    3 Struktur des Festkrpers

    3.1 Kristalline und amorphe Strukturen3.2 Idealer Kristall3.3 Realer Kristall3.4 Realstruktur und Eigenschaften3.5 Aufbau von Legierungen

    4 Werkstoffeigenschaften

    4.1 Mechanische Eigenschaften4.2 Verfestigung

    5 Thermisch aktivierte Prozesse

    5.1 Diffusion5.2 Erholung und Rekristallisation

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    6 Strukturgleichgewichte

    6.1 Phasenumwandlungen6.2 Grundtypen binrer Zustandsdiagramme6.3 Eisen-Kohlenstoff-Diagramm6.4 Wichtige Eisen-Kohlenstoff-Gefge6.5 Einflu von Legierungselementen

    7 Wrmebehandlung

    7.1 ZTU-Diagramme7.2 Arten der Wrmebehandlung

    8 Bezeichnung der Sthle

    8.1 Kurznamen8.2 Werkstoffnummern

    9 Werkstoffprfung

    9.1 Zugversuch9.2 Hrtemessung9.3 Kerbschlagbiegeversuch9.4 Dauerschwingversuch9.5 Zerstrungsfreie Prfverfahren

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    1.2 Einteilung der Werkstoffe

    - atomare Struktur (z.B. Bindung)- Herstellungsverfahren (z.B. Guwerkstoffe)- natrliche / knstliche Werkstoffe (z.B.Leder / PVC)

    - Wichtigkeit bzgl. der Anwendung (z.B.Stahl, Alu, Kupfer, ...)

    - Metall / Nichtmetall (z.B. Titan / Keramik)- reine Stoffe / Gemische (z.B. Diamant /Magnesiumlegierung)

    - ...

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    1.3 bersicht berdie Werkstoffe

    Grundsthle

    Qualittssthle

    Edelsthle

    Einteilungnach Gte

    un- und miedrig-legierte Bausthle

    hochlegierteBausthle

    Bausthle

    Kaltarbeitsthle

    Warmarbeitsthle

    Schnellarbeit-sthle

    Werkzeugsthle

    Einteilung nachAnwendung

    austenitischeSthle

    ferritischeSthle

    martensitischeSthle

    Einteilungnach Gefge

    Sthle

    Stahlgu( < 2% C)

    Gueisen mitLamellengraphit

    Gueisen mitKugelgraphit

    graues Gueisen

    Hartgu

    weierTempergu

    schwarzerTempergu

    Tempergu

    weies Gueisen

    Eisengu -Werkstoffe

    Eisenwerkstoffe

    Schwermetalle( > 5g / ccm)

    Leichtmetalle( < 5g / ccm)

    Nichteisen (NE) -Werkstoffe

    Metalle

    teilchenverstrkt

    faserverstrkt

    Schichtverbund

    Verbundwerkstoffe

    Thermoplaste

    Elastomere

    Duroplaste

    org. Werkstoffe( = Kunststoffe)

    Glser

    Silicat-Keramik

    Oxid-Keramik

    Nichtoxid-Keramik

    Keramik

    anorganischeWerkstoffe

    Nichtmetalle

    Werkstoffe

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    2. Atomare Struktur

    2.1 Atommodell nach Nils Bohr

    - Durchmesser: Atom 10-10 m, Kern 10-14 m,- Kern mit massegleichen Protonen und Neutronen,- Elektronen auf Bahnen oder Schalen,- ca. 99,95% der Atommasse im Kern,- Proton positiv geladen, Elektron negativ geladen,- Neutron ohne Ladung,- Valenzelektronen sind auf der ueren Schale,- Kernladungszahl = Ordnungszahl im PSE,

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    Atommodell nach Bohr

    Atomkern mit6 Protonen undNeutronen

    Elektron

    Hlle mit6 Elektronen

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    2.2 Periodensystem der Elemente PSE

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    Ordnungszahl = Kernladungszahl

    Periode ( = Zeile)- Nummer der Periode = Nummer der uerstenbesetzten Elektronenschale = Anzahl derElektronenschalen

    - innerhalb einer Periode von links nach rechtsaufsteigende Protonenzahl, bzw. Kernladungszahl

    Gruppe ( = Spalte)- Nummer der Hauptgruppe = Anzahl derAuenelektronen

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    Metalle- wenig Valenzelektronen- geringe Ionisierungsenergie

    Metallcharakter - metallischer Glanz (Reflexion von Licht) - gute therm. und elektr. Leitfhigkeit- gute Verformbarkeit (Duktilitt)- gute Festigkeitseigenschaften

    Wichtig: Metallcharakter nimmt im PSE von links unten nach recht oben ab.

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    bergangsmetalle (sind Metalle)- gleiche Elektronenzahl auf der ueren Schale- untere Elektronenschalen werden aufgefllt- Eigenschaften in einer Periode hnlich- viele Oxidationsstufen

    Halbmetalle - zeigen metallischen und nichtmetallischen Charakter - treten in Modifikationen auf (z.B. - , - , -Sn)

    Nichtmetalle- bei RT oft flssig (z.B. Br) oder gasfrmig (z.B. O)- besitzen keinen Metallcharakter

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    2.3 Interatomare Bindungen

    heteropolare Bindung= Ionenbindung

    homoeopolare Bindung= kovalente Bindung=