Grundlagen der Konstruktionswerkstoffe für Studium und Praxis

1. METALLKUNDE

Wichtige Kristallstrukturen von Metallen

Realstruktur: Kristallbaudefekte

Tropie: Die Richtungsabhängigkeit der Eigenschaften

Polymorphie: Die Vielgestalt von Werkstoffen

Elastische Verformung

Tensorcharakter der elastischen Eigenschaften am Beispiel isotroper Werkstoffe

Elastische Tensoren und Anisotropiefaktor für kubische Einkristalle

Plastische Verformung der Metalle durch Versetzungsgleiten

Vertiefende Betrachtung der plastischen Verformung

Zusammenhang zwischen Gitterstruktur und plastischer Verformbarkeit

Verfestigung von Metallen durch Kristallbaudefekte

Aufgaben Metallkunde

Zusammenfassung Metallkunde


2. LEGIERUNGSKUNDE

Erstarrungsverhalten von Metallschmelzen

Phasen: Homogene oder heterogene Gefüge

Legierungen: Mischkristall, Kristallgemisch, intermetallische Phasen

Zweistoffsystem mit vollständiger Löslichkeit

Eutektisches Zweistoffsystem mit begrenzter Löslichkeit

Eutektisches Zweistoffsystem Aluminium-Silizium

Zweistoffsysteme mit intermetallischen Phasen

Aufgaben Legierungskunde

Zusammenfassung Legierungskunde


3. DAS EISEN-KOHLENSTOFF-DIAGRAMM (EKD)

Das metastabile EKD

Hebelgesetz und Gefügeentstehung im EKD

Aufgaben EKD

Zusammenfassung EKD


4. WERKSTOFFPRÜFUNG

Grundlagen der mechanischen Werkstoffprüfung

Der Zugversuch

Härteprüfung

Biegeversuch

Torsionsversuch

Dynamische Werkstoffprüfung - Dauerschwingversuch nach Wöhler

Die Zähigkeit im Kerschlagbiegeversuch

Zeitstandversuch: Kriechen und Relaxation

Verfahren der Rissprüfung

Mikroskopische Mess- und Prüfverfahren

Strukturanalyse durch Röntgenbeugung (XRD)

Lichtmikroskopie und Metallographie

Rasterelektronenmikroskopie (REM)

Transmissionselektronenmikroskopie (TEM)

Computertomographie: Der Röntgenblick ins Material

Analyse der chemischen Zusammensetzung

Kunststoffe: Infrarotspektroskopie (FTIR)

Aufgaben Werkstoffprüfung

Zusammenfassung Werkstoffprüfung


5. KORROSION

Standardpotentiale und galvanische Zelle

Sauerstoff- oder Wasserstoffkorrosion?

Sonderfall Passivierung

Flächenregel

Gleichmässige Flächenkorrosion

Kontaktkorrosion und selektive Korrosion

Interkristalline Korrosion

Lochfrasskorrosion

Lochfrasspotential und PREN Nummer

Spaltkorrosion und Belüftungselement

Spannungsrisskorrosion

Korrosionsrisiko Umformmartensit im austenitischen rostfreien Edelstahl

Korrosionsschutz

Mess- und Prüfverfahren für Korrosion

Anwendungsempfehlungen für rostfreie Edelstähle in korrosiven Umgebungen

Aufgaben Korrosion

Zusammenfassung Korrosion


6. OBERFLÄCHENTECHNIK

Grundlagen der Tribologie

Oberflächenbehandlungen

Oberflächenaktivierung und Haftvermittler

Chemische Umwandlungsschichten

Oberflächenbeschichtungen

Aufgaben Oberflächentechnik

Zusammenfassung Oberflächentechnik


7. STAHL

Stahltechnologie

Wärmebehandlung von Stahl: Glühen

Härten von Stahl

Zeit-Temperatur-Umwandlungsschaubild (ZTU)

Härten der Oberfläche von Stahl

Ausscheidungshärtung von Spezialstählen

Wirkung der Legierungselemente

Die wichtigsten Bezeichnungssysteme für Stahl in der industriellen Praxis

Allgemeine Baustähle

Mikrolegierte Feinkornbaustähle

Kaltzähe Baustähle

Automatenstähle für die spanende Bearbeitung

Kaltfliesspressstähle (Blankstahl)

Vergütungsstähle

Martensit-aushärtende Stähle

Federstähle

Wälzlagerstähle

Flacherzeugnisse mit erhöhter Festigkeit in der Automobilbranche

Druckwasserstoff-beständige Stähle

Einsatzstähle

Nitrierstähle

Warmfeste Stähle

Nichtrostende Stähle

Nichtrostende hitzebeständige Stähle

Nichtrostende nichtmagnetisierbare Stähle

Elektrobleche

Stahlsorten für Werkzeuge

Aufgaben Stahl

Zusammenfassung Stahl


8. EISEN-GUSSWERKSTOFFE

Stahlguss

Gusseisen

Aufgaben Gusseisenwerkstoffe

Zusammenfassung Eisen-Gusswerkstoffe


9. ALUMINIUM

Aluminiumtechnologie

Nachhaltiges Aluminium-Recycling

Wärmebehandlung von Aluminium-Legierungen

Kennzeichnung und Einteilung der Aluminium-Werkstoffe

Reinaluminium und seine Anwendungen

Knetlegierungen und ihre Anwendungen

Gusslegierungen und ihre Anwendungen

Oberflächenbehandlungen

Aufgaben Aluminium

Zusammenfassung Aluminium


10. ANDERE METALLE

Titan

Magnesium

Nickel

Cobalt

Kupfer

Zink

Zinn

Wolfram, Molybdän, Tantal und Niob

Edelmetalle

Aufgaben andere Metalle

Zusammenfassung andere Metalle


11. KERAMIK UND GLAS

Keramik: Herstellung und Konstruktionsregeln

Weibull-Festigkeitsverteilung von Keramiken

Bruchzähigkeit von Keramiken

Silikatkeramik

Feuerfeste Keramik

Hochleistungskeramik

Aluminiumoxid

Zirkoniumoxid

Siliziumcarbid

Siliziumnitrid

Schneidekeramik in der spanenden Bearbeitung

Piezoelektrische Keramiken

Ferrimagnetische Keramiken

Supraleitende Keramiken

Optische Keramiken

Glaskeramik

Glas

Aufgaben Keramik und Glas

Zusammenfassung Keramik und Glas


12. POLYMERE (KUNSTSTOFFE)

Begriffe und Einteilung der Polymere

Struktur und thermo-mechanisches Verhalten der Polymere

Thermoplaste und ihre Anwendungen

Thermoplastische Massenkunststoffe

Thermoplastische Ingenieurkunststoffe

Thermoplastische Hochleistungskunststoffe

Elastomere und ihre Anwendungen

Duroplaste und ihre Anwendungen

Biologisch abbaubare Polymere

Aufgaben Polymere

Zusammenfassung Polymere

Werkstoffe, Rohstoffe & Nachhaltigkeit - ein persönliches Schlusswort

Lösungen der Übungsaufgaben

Weiterführende Literatur