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Eigenschaften und Verwendung der Werkstoffe

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Dubbel Taschenbuch für den Maschinenbau 1: Grundlagen und Tabellen

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Zusammenfassung

Als Eisenwerkstoffe werden die für Bauteile und Werkzeuge anwendbaren Metalllegierungen bezeichnet, bei denen der mittlere Gewichtsanteil an Eisen höher als der jedes anderen Legierungselements ist. Sie werden in die Gruppe der Stähle und Gusseisenwerkstoffe aufgegliedert. Beide Gruppen unterscheiden sich vor allem im Kohlenstoffgehalt und weisen teilweise sehr unterschiedliche Eigenschaften auf. Während die Stähle Eisenwerkstoffe darstellen, die sich i. Allg. für die Warmumformung eignen, erfolgt die Formgebung der Gusseisenwerkstoffe durch Urformen (s. Bd. 2, Kap. 39). Abgesehen von einigen Cr‐reichen Stählen liegt der C‐Gehalt der Stähle unter rd. 2 %, der C‐Gehalt der Gusseisenwerkstoffe über 2 %. Während bei Stählen der Kohlenstoff im Eisengitter gelöst oder in chemisch gebundener Form als Karbid vorliegt, tritt er im Gusseisen teilweise als Graphit auf. Stahlguss, dessen Formgebung ebenfalls durch Urformen erfolgt, wird zur Gruppe der Stähle gerechnet.

Im stabilen Eisen‐Kohlenstoff‐System tritt Kohlenstoff als Graphit in hexagonaler Gitterstruktur auf. Diese Gleichgewichtsphase stellt sich nur bei extrem langen Glühzeiten ein. Bei den üblichen Wärmebehandlungen der Stähle liegt Kohlenstoff in chemisch gebundener Form als Eisenkarbid Fe3C (Zementit) vor. Für technische Zwecke wird daher in der Regel statt des Systems Eisen‐Kohlenstoff das metastabile System Eisen‐Zementit betrachtet, wenn auch im Bereich des Gusseisens (C > rd: 2 %) eine teilweise Graphitbildung erfolgt, der reale Werkstoffzustand also zwischen dem des stabilen und des metastabilen Systems liegt.

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Literatur

Spezielle Literatur

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Authors and Affiliations

  1. Technische Universität Darmstadt, Darmstadt, Deutschland

    Prof. Dr.-Ing. Matthias Oechsner

  2. Technische Universität Darmstadt, Darmstadt, Deutschland

    Christina Berger

  3. Darmstadt, Deutschland

    Karl-Heinz Kloos

Authors
  1. Prof. Dr.-Ing. Matthias Oechsner
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  2. Christina Berger
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  3. Karl-Heinz Kloos
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Editors and Affiliations

  1. Lehrstuhl für Produktentwicklung, Fakultät für Maschinenbau, Ruhr-Universität Bochum, Gebäude IC 1/185, 44780, Bochum, Deutschland

    Beate Bender

  2. Fachgebiet Methoden der Produktentwicklung und Mechatronik, Fakultät Verkehrs und Maschinensysteme, Technische Universität Berlin, Straße des 17. Juni 135, 10623, Berlin, Deutschland

    Dietmar Göhlich

Anhang

Anhang

Abb. 31.15
figure 15figure 15

Temperaturabhängigkeit der Wärmeleitfähigkeit von NE-Metallen und Stahl

Full size image
Abb. 31.16
figure 16figure 16

Temperaturabhängigkeit des linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten

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Abb. 31.17
figure 17figure 17

Einfluss der Temperatur auf den Elastizitätsmodul von Aluminiumlegierungen

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Abb. 31.18
figure 18figure 18

Kurzwarmfestigkeit von Aluminiumlegierungen

Full size image
Tab. 31.1 Grenzwerte der chemischen Zusammensetzung nach der Schmelzenanalyse zur Abgrenzung der unlegierten von den legierten Stählen (gemäß DIN EN 10 020)
Full size table
Tab. 31.2 Einteilung der Stähle und erste Hauptsymbole sowie Hinweise auf Merkmale, die für die Anwendung der jeweiligen Stahlgruppe wichtig sind und zum Zweck der systematischen Bildung eindeutiger Kurznamen anhand weiterer Symbole nach DIN EN 10 027-1 verschlüsselt werden können
Full size table
Tab. 31.3 Gütegruppen für unlegierte Baustähle nach DIN EN 10 025-2
Full size table
Tab. 31.4 Eine Auswahl häufig angewendeter technischer Lieferbedingungen für unterschiedliche Erzeugnisformen aus Baustählen für unterschiedliche Anwendungsfälle
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Tab. 31.5 Auswahl häufig angewendeter technischer Lieferbedingungen für Stähle zum Kaltumformen
Full size table
Tab. 31.6 Mechanische Eigenschaften von Nickellegierungen
Full size table
Tab. 31.7 Legierungskonzepte für Werkzeugstähle
Full size table
Tab. 31.8 Anforderungen an Werkzeugstähle je nach Verwendung, nach [5]
Full size table
Tab. 31.9 Mechanische Eigenschaften warmfester Nickellegierungen
Full size table
Tab. 31.10 Übersicht über die mechanischen Kennwerte verschiedener Gusseisenwerkstoffe
Full size table
Tab. 31.11 Europaweit einheitliches Bezeichnungssystem für Gusseisenwerkstoffe (DIN EN 1560)
Full size table
Tab. 31.12 Physikalische Eigenschaften der Nichteisenmetalle und ihrer Legierungen
Full size table
Tab. 31.13 Kupfer-Zink-Knetlegierungen. Festigkeitseigenschaften. Auszug aus DIN CEN/TS 13 388; EN 12 449, 12 163, 12 164 und EN 1652
Full size table
Tab. 31.14 Kupfer-Zink-Legierungen mit weiteren Legierungselementen (Sondermessing). Auszug aus CEN/TS 13 388, EN 12 449, 12 163, 12 164 und EN 1652
Full size table
Tab. 31.15 Guss-Messing und Gusssondermessing nach EN 1982 (Auszug)
Full size table
Tab. 31.16 Kupfer-Zinn-Legierungen (Zinnbronze) nach EN 1652
Full size table
Tab. 31.17 Guss-Zinnbronze und Rotguss nach EN 1982
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Tab. 31.18 Kupfer-Blei-Zinn-Gusslegierungen nach EN 1982
Full size table
Tab. 31.19 Kupfer-Aluminium‐Legierungen nach EN 1652, EN 12 163, EN 1982
Full size table
Tab. 31.20 Mechanische Eigenschaften von gewalzten Aluminiumknetwerkstoffen (Auswahl)
Full size table
Tab. 31.21 Mechanische Eigenschaften von stranggepressten Aluminiumknetwerkstoffen (Auswahl)
Full size table
Tab. 31.22 Mechanische Eigenschaften von geschmiedeten Aluminiumknetwerkstoffen (Auswahl)
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Tab. 31.23 Zustandsbezeichnungen für Aluminiumgussstücke nach DIN EN 1706
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Tab. 31.24 Eigenschaften ausgewählter Aluminiumgussstücke nach DIN EN 1780/1–3
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Tab. 31.25 Zustandsbezeichnungen für Aluminiumknetwerkstoffe nach DIN EN 515
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Tab. 31.26 Magnesiumlegierungen nach (DIN 1729 u. 9715)
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Tab. 31.27 Titan und Titanlegierungen nach DIN 17 860 und DIN 17 869
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Tab. 31.28 Nickellegierungen
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Tab. 31.29 Feinzink‐Gusslegierungen nach DIN EN 1774
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Tab. 31.30 Blei und Bleilegierungen nach DIN EN 12 659 und DIN EN 17 640–1
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Tab. 31.31 Zinn und Zinnlegierungen nach DIN EN 610, DIN EN 611–1 und DIN EN 611–2
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Tab. 31.32 Mechanische und physikalische Eigenschaften oxid- und nicht oxidkeramischer Werkstoffe (Anhaltswerte)
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Tab. 31.33 Anwendungen von Hochleistungskeramik
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Oechsner, M., Berger, C., Kloos, KH. (2020). Eigenschaften und Verwendung der Werkstoffe. In: Bender, B., Göhlich, D. (eds) Dubbel Taschenbuch für den Maschinenbau 1: Grundlagen und Tabellen. Springer Vieweg, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-59711-8_31

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