Zusammenfassung
In den vorausgegangenen Kapiteln stand das grundlegende Verständnis von Materialien im Vordergrund. Es ging dabei um das allgemeine und verbindende, das werkstoffklassenübergreifende. Im folgenden Kapitel wollen wir einige konkrete Werkstoffsorten und Legierungen herausgreifen und an Beispielen die jeweilige Mikrostruktur, das sich daraus ergebende Eigenschafts- und Anwendungspotenzial und die zugehörige Prozesstechnik diskutieren. Die ausgewählten Werkstoffe zeichnen sich dadurch aus, dass sie heute von besonderer Bedeutung für den Anwender sind oder dass sie über ein besonders großes Entwicklungspotential verfügen. Die Diskussion der Einzelbeispiele soll einerseits als erste Orientierungshilfe für die Aufgabe dienen, den geeigneten Werkstoff für eine bestimmte technische Anforderung auszuwählen. Andrerseits soll dieses Kapitel die Verbindung zwischen den Grundlagen und der Anwendung herstellen. Es soll gezeigt werden, wie Grundlagenwissen bei der Anwendung und der Weiterentwicklung von Werkstoffen genutzt werden kann.
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Notes
- 1.
Wirtschaftliche Vergleiche sind unsicher, da die Abgrenzung der Werkstoffklassen und der Produktformen schwierig ist. Der Verkaufswert aller Metalle weltweit beträgt etwa 750 Mia. € im Jahr, davon die Hälfte Stahl. Zum Vergleich: Kunststoffe 100 Mia. €, Technische Keramik 4 Mia. €.
- 2.
Nach dem Hebelgesetz beträgt der Perlitanteil M P 25% in einem S235 mit 0,20% C (M P= (0,20/0,80) · 100%); 29% in einem S355 mit 0,23% C. 0,20% C ist der Höchstgehalt nach Tab. 15.3.
- 3.
Andere Werkstoffgruppen sind Höchstfeste Stähle (einschließlich martensitaushärtender Stähle), Nitrierstähle, Einsatzstähle, ….
- 4.
Schweißen zählt in diesem Sinne ausnahmsweise nicht als Wärmebehandlung!
- 5.
Der Name erinnert an die besonders hohen Schnittgeschwindigkeiten beim Spanen, die mit diesen Werkstoffen erreicht werden können.
- 6.
Die Graphitlamellen bewirken ein besonders dunkles Bruchbild, daher der Name Grauguss.
- 7.
Im Bereich Aluminium ist es üblich, die vierstelligen Kennziffern für Knetlegierungen des Internationalen Legierungsregisters der Aluminum Association in Washington, USA, zu verwenden.
- 8.
Alfred Wilm war Ingenieur bei den Dürener Metallwerken. Der Name Duraluminium erinnert an den Ort der Erfindung, Düren.
- 9.
Sc führt zur Ausscheidung von sehr feinen, kohärenten und stark verspannten Al3Sc-Teilchen mit enormem Härtungseffekt. Besonders interessant ist, dass die Aushärtung unmittelbar nach dem Laserstrahlschweißen wie bei naturharten Legierungen erreicht werden kann, d. h. ohne erneute Lösungsglühung und Abschrecken.
- 10.
Bei Mg werden im Allgemeinen die US-amerikanischen ASTM-Bezeichnungen verwendet. Die zwei wichtigsten Elemente werden durch Buchstaben gekennzeichnet. A steht für Al, Z für Zn, M für Mn, …. Den chemischen Symbolen folgen die gerundeten Mengenangaben.
- 11.
Von dem englischen Wort „case“. Auf deutsch könnte man sagen „a-Hülle“, also eine Hülle aus a-Phase, die das Bauteil umgibt.
- 12.
Bei langsamerer Abkühlung findet eine diffusionsgesteuerte Umwandlung statt, die zu einem Gefüge führt, das sich in seinem Erscheinungsbild und den Eigenschaften nur relativ wenig unterscheidet.
- 13.
Es gibt bei Titanlegierungen auch noch eine alternative Strategie, bei der im b-Gebiet umgeformt und lösungsgeglüht wird. Das dann entstehende gröbere Korn und a′ führt zu einem Verlust bei Duktilität und Festigkeit, aber gesteigerter Kriechbeständigkeit und Bruchzähigkeit.
- 14.
Im Bereich der Superlegierungen werden meistens Bezeichnungen verwendet, die auf den ursprünglichen Entwickler der Legierung zurückgehen. Sie bestehen aus einer Abkürzung des Firmennamens, gefolgt von einer Laufnummer. IN: International Nickel Comp., CM: Cannon-Muskegon Corp., MAR-M oder MM: Martin Marietta Corp.
- 15.
Als Buntmetalle bezeichnet man die Nichteisen-Schwermetalle und ihre Legierungen, d. h. Kupfer, Messing, Bronze, Nickel, Zink, …. Rotguss ist Guss aus Mehrstoffzinnbronzen.
- 16.
Aus Aluminiumbronze mit 5% Al hat man früher Imitate für Eheringe hergestellt. Sie haben die gleiche Farbe wie 18-karätiges Gold und hinterlassen im kurzzeitigen Gebrauch keine Korrosionsspuren am Finger. Silberglänzende Münzen sind in der Regel Ni-Cu-Legierungen.
- 17.
Der Zusatz „E“ steht für „Elektrotechnik“ und kennzeichnet Kupfer mit besonders hoher elektrischer Leitfähigkeit (Mindestwert von 57 · 106 S/m).
- 18.
Die Legierungen des Kupfers werden als Bronzen bezeichnet, z. B. Zinnbronze, Aluminiumbronze, etc. Eine Ausnahme bildet das System Cu-Zn, wo man den Namen Messing verwendet. Messing, das außer Cu und Zn noch andere Elemente enthält, nennt man Sondermessing.
- 19.
Es handelt sich um einen Mischkristall von Bleizirkonat und Bleititanat. Man spricht auch von PZT-Keramik.
- 20.
Nach der Norm DIN EN ISO 1043-1 sind Kurzzeichen für die chemische Zusammensetzung festgelegt. Für eine Übersicht der hier verwendeten Bezeichnungen siehe Tab. 5.2.
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Ilschner, B., Singer, R. (2010). Ausgewählte Werkstoffsysteme mit besonderer Bedeutung für den Anwender. In: Werkstoffwissenschaften und Fertigungstechnik. Springer-Lehrbuch. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-01734-6_15
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