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Werkstofftechnik - Laborvorbereitung

Übungsmodus ⏱ 20 Minuten · Einzel- und Mehrfachauswahl

Die Antwortoptionen werden bei jeder neuen Runde neu gemischt. Manche Fragen haben genau eine richtige Antwort, andere mehrere. Die App zeigt dir pro Frage, ob du eine oder mehrere Antworten wählen sollst.

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Werkstoffkunde

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Erklärung

Lernzettel Werkstofftechnik

Grundlage: ausschließlich Themen, die auf den erkennbaren Alt-Testfotos vorkamen. Die alten Antwortkreuze waren laut Begleitmaterial überwiegend falsch. Deshalb werden hier die Fragenthemen zusammengefasst, nicht die alten Kreuze übernommen.

Lernstrategie: Lerne zuerst die mit ★ markierten Punkte. Übe danach, die Antwort ohne Auswahlmöglichkeiten selbst zu formulieren.

1. Zugversuch und Spannungs-Dehnungs-Verhalten

Festigkeitskenngrößen

Re: Streckgrenze, sofern eine ausgeprägte Streckgrenze vorhanden ist.
Rp0,2: Dehngrenze bei 0,2 % bleibender Dehnung. Sie wird verwendet, wenn keine klar ausgeprägte Streckgrenze erkennbar ist.
Rm: Zugfestigkeit, also die maximale technische Spannung im Zugversuch.

Elastische und plastische Dehnung

Elastisch: reversibel; nach Entlastung geht die Probe im elastischen Bereich grundsätzlich in ihre Ausgangsform zurück.
Hookesches Gesetz: beschreibt das linear-elastische Verhalten; Spannung ist proportional zur Dehnung.
Plastisch: bleibende bzw. irreversible Verformung.
Ludwik-Gleichung: plastisches Spannungs-Dehnungs-Verhalten bzw. Verfestigung durch Verformung.

E-Modul und Einschnürung

Der Elastizitätsmodul ist ein Maß für die Steifigkeit und der Proportionalitätsfaktor zwischen Normalspannung und Dehnung im linear-elastischen Bereich. Für Stahl wird in den Altfragen 210 GPa genannt (210 000 MPa bzw. 210 kN/mm²). Die Einschnürung wird in den Altfragen mit dem Kraftmaximum im Zugversuch verknüpft.

2. Härteprüfung

Bei der Härteprüfung wird der Widerstand eines Werkstoffs gegen das Eindringen eines härteren Körpers beurteilt. Je nach Verfahren werden Geometrie oder Tiefe des Eindrucks ausgewertet.

Vickers

Der Eindringkörper hat die Form einer Diamantpyramide.
Bei Vickers werden die Diagonalen des bleibenden Eindrucks gemessen und daraus die Härte berechnet.
Andere Verfahren können andere Messgrößen verwenden, etwa Durchmesser oder bleibende Eindringtiefe.

Merksatz: Vickers = Pyramide. Form des Eindringkörpers und Messgröße nicht verwechseln.

3. Kerbschlagbiegeversuch und Übergangstemperatur

Die Altfragen unterscheiden ausdrücklich zwischen Werkstoffen mit krz- und kfz-Gitter.

krz-Werkstoff: Die Kerbschlagarbeit zeigt im Übergangsbereich einen deutlichen bzw. steilen Abfall mit sinkender Temperatur; es gibt einen zäh-spröden Übergang.
kfz-Werkstoff: Die Kerbschlagarbeit bleibt über den betrachteten Temperaturbereich vergleichsweise gleichmäßig; kein vergleichbarer steiler Übergang wie bei krz-Werkstoffen.
Übergangstemperatur Tü: Übergang vom zähen zum spröden Werkstoffverhalten. Achte auf die Richtung des Übergangs, wenn die Temperatur sinkt.

Prüfungshinweis: Wenn nur Kurvenform oder Temperaturtrend gefragt ist, beschreibe den Verlauf knapp und unterscheide klar zwischen krz und kfz.

4. Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung (ZfP)

Eindringprüfung

Physikalische Grundlage: Kapillarwirkung.
In den Altfragen erscheint als Größenordnung für die nachweisbare Fehlerbreite ungefähr 1 µm; gleiche diese Größenordnung mit deinen Vorlesungsunterlagen ab.

Magnetpulverprüfung

Geeignet für ferromagnetische Werkstoffe, beispielsweise unlegierten Baustahl. Austenitischer CrNi-Stahl und Aluminiumlegierungen sind keine passenden Antworten für die klassische Magnetpulverprüfung.

Radiographische Prüfung

Geeignete Strahlungsarten in den Altfragen: Röntgenstrahlung und Gammastrahlung.

Bildgüteprüfkörper

Ein Bildgüteprüfkörper dient zur Beurteilung der Bildgüte bzw. Fehlererkennbarkeit bei einer radiographischen Prüfung.

Ultraschallprüfung

Ultraschall: Frequenz von mehr als 20 kHz.
Für eine möglichst verlustarme Schalleinleitung wird ein Koppelmedium aufgetragen.
Für die Schweißnahtprüfung an Stumpfnähten nennt die erkennbare Altfrage den Winkelprüfkopf.

Merksätze: Eindringprüfung = Kapillarwirkung · Magnetpulver = ferromagnetisch · Radiographie = Röntgen/Gamma · Ultraschall = über 20 kHz + Koppelmedium.

5. Kompakte Wiederholung nach Altfragen

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Thema	Merken
★ Zugfestigkeit Rm	Maximale technische Spannung im Zugversuch.
★ Rp0,2	Dehngrenze bei 0,2 % bleibender Dehnung.
★ Elastische Dehnung	Reversibel; Hookesches Gesetz im linear-elastischen Bereich.
★ Ludwik-Gleichung	Plastisches Spannungs-Dehnungs-Verhalten / Verfestigung durch Verformung.
★ E-Modul Stahl	210 GPa; Maß für Steifigkeit.
Einschnürung	Mit dem Kraftmaximum verknüpft.
Vickers	Pyramidenförmiger Eindringkörper; Diagonalen des Eindrucks messen.
★ Kerbschlagarbeit krz	Deutlicher/steiler Abfall im Übergangsbereich bei sinkender Temperatur.
Kerbschlagarbeit kfz	Vergleichsweise gleichmäßiger Verlauf, kein steiler zäh-spröder Übergang wie bei krz.
Tü	Übergang vom zähen zum spröden Verhalten.
Eindringprüfung	Kapillarwirkung; in den Optionen etwa 1 µm Fehlerbreite.
★ Magnetpulverprüfung	Für ferromagnetische Werkstoffe, z. B. unlegierten Baustahl.
Radiographie	Röntgen- oder Gammastrahlung.
Bildgüte	Bildgüteprüfkörper zur Beurteilung der Fehlererkennbarkeit.
★ Ultraschall	Über 20 kHz; Koppelmedium zur Schalleinleitung.
Stumpfnahtprüfung mit Ultraschall	In den Altfragen wird der Winkelprüfkopf genannt.

Abgrenzung: Dieser Lernzettel basiert auf den erkennbaren Alt-Testfotos. Er ist bewusst kein vollständiger Überblick über die Vorlesung und ergänzt keine Themen, die in den Testbildern nicht erkennbar waren.