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Werkstoffkunde mit Labor

Modulbezeichnung: Werkstoffkunde mit Labor
Modulbezeichnung (engl.): Materials Science with Lab Exercises
Studiengang: Maschinenbau/Verfahrenstechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2019
Code: MAB_19_A_1.03.WSK
SWS/Lehrform: 4V+1P (5 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte: 5
Studiensemester: 1
Pflichtfach: ja
Arbeitssprache:
Deutsch
Erforderliche Studienleistungen (gemäß ASPO):
praktische Prüfung mit Ausarbeitung (unbenotet)
Prüfungsart:
Klausur 180 min.


[letzte Änderung 31.03.2020]
Zuordnung zum Curriculum:
MAB_19_A_1.03.WSK Maschinenbau/Verfahrenstechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2019, 1. Semester, Pflichtfach
Arbeitsaufwand:
Die Präsenzzeit dieses Moduls umfasst bei 15 Semesterwochen 75 Veranstaltungsstunden (= 56.25 Zeitstunden). Der Gesamtumfang des Moduls beträgt bei 5 Creditpoints 150 Stunden (30 Std/ECTS). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 93.75 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
Keine.
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
MAB_19_A_2.03.GBD Grundlagen der Bauteildimensionierung
MAB_19_A_2.05.KWL Konstruktionswerkstoffe mit Labor
MAB_19_IP_5.04.FML Fügeverfahren mit Labor
MAB_19_M_3.05.MK1 Maschinenelemente und Konstruktion 1
MAB_19_M_3.06.BTD Bauteildimensionierung
MAB_19_M_4.03.MK2 Maschinenelemente und Konstruktion 2
MAB_19_M_4.04.MK2 Konstruktion mit Projekt
MAB_19_V_5.14.KTV Kraftwerkstechnik und Verbrennungsrechnung


[letzte Änderung 06.04.2020]
Modulverantwortung:
Prof. Dr. Walter Calles
Dozent:
Prof. Dr. Walter Calles (Vorlesung)
M.Eng. Carsten Kaldenhoff (Praktikum)


[letzte Änderung 31.03.2020]
Lernziele:
Die Studierenden kennen den Zugversuch, die Härteprüfverfahren und den Kerbschlagbiegeversuch und können die entsprechenden Kennwerte bestimmen und interpretieren. Sie sind in der Lage, das Werkstoffverhalten auf die jeweilige Mikrostruktur zurückzuführen.
Die Studierenden kennen die Grundlagen der elastischen und der plastischen Verformung, der Gefügeaufbaus von Metallen  und die grundlegenden festigkeitssteigernden Mechanismen. Diese könenn sie mit dem beobachteten Werkstoffverhakten korrelieren.
 
Die Studierenden kennen die Grundtypen von Zustandsdiagrammen in Zweistoffsystemen sowie das Eisen-Zemen und den Zusammenhang zu Abkühlkurven. Sie können die Gefügeentwicklung ableiten und mit realen Strukturen korrelieren. Sie verstehen es, Mengenanteile und Phasen abhängig von der Konzentration zu berechnen.
 
Die Studierenden kennen die Auswirkung der Stahlherstellung auf die Eigenschaften von Stählen. Sie können uzStählen die Glüh- und Härteverfahren auswählen, um die gewünschten Eigenschaften zu erreichen. Sie können auch geeignete Randschichthärteverfahren auswählen.
 
DDie Studierenden verstehen es, vorliegende Stahlgefüge in ihrer Mikrostruktur uz bestimmen.  
 
In den Praktika lernen die Studierenden, in Teams neues Wissen zu erarbeiten und auch interdisziplinär Prüfaufgaben zu bearbeiten. Sie lernen, ihre Meinung zu reflektieren und mit Sachargumenten zu vertreten.

[letzte Änderung 28.04.2019]
Inhalt:
- Beanspruchungarten (axial,Schubbeanspruchung, Biegung, Torsion)
- Zugversuch
- Grundbegriffe Festigkeit-Verformung-Bruch
 
- Sprödes und duktiles Verhalten und äußere Einflussfaktoren
- Prüfverfahren
       Härteprüfung
       Kerbschlagbiegeprüfung
       Dauerschwingprüfung, Wöhlerkurve und Smith-Diagramm
 
- Metallkunde
       Kristallaufbau und Gefüge
       Gitterbaufehler und ihre Bedeutung für Verformbarkeit und Festigkeit)
 
- Grundlagen der Werkstofftechnologie        
       Keimbildung und Erstarrung       
       Diffusion       
       Legierungs- und Ausscheidungsbildung
       Gefügeveränderung und –beeinflussung durch diffusionsgesteuerte Vorgänge)
 
- Zustandsdiagramme
       Abkühlkurven
       Grundtypen mit Segregation und Bildung von  
       Eutektika und intermetallischen Phasen
       schematische Gefügeausbildung
       Berechnung von Mengenanteile
 
- Zustandschaubild Eisen-Zementit
       Herleitung der Gefügeentwicklung
       schematische und reale Gefügeausbildung  
       Berechnung von Mengenanteilen
 
- Stahlherstellung und Legierungseinstellung
 
- Wärmebehandlungsverfahren
       Spannungsarmglühen
       Rekristallisationsglühen
       Weichglühen
       Normalglühen
       Grobkornglühen
       Homogenisierungsglühen)
 
- Grundlagen des Härtens und Anlassens
- Entstehen und Einstellung von Martensit, Zwischenstufe und Gefügen der unteren Perlitstufe
- ZTU-Diagramm und Abkühldiagramm
 
- Einfluss von C-Gehalt und Legierungselementen auf Ein- und Aufhärtbarkeit und das ZTU-Diagramm
- Entstehen, Eigenschaften und Auswirkung von Restaustenit
 
- Randschichthärteverfahren mit Änderung der chemischen Zusammensetzung
       Einsatzhärten
       Nitrieren
       Carbonitrieren
        
        
 
  
 
- Stahlbezeichnungen

[letzte Änderung 14.06.2018]
Lehrmethoden/Medien:
interaktive seminaristische Vorlesung
Praktika im Labor in Kleingruppen


[letzte Änderung 29.04.2019]
Sonstige Informationen:
    


[letzte Änderung 14.06.2018]
Literatur:
Bargel, Schulze: Werkstoffe
Bergmann: Werkstofftechnik Teil 1
Heine, Werkstoffprüfung


[letzte Änderung 29.04.2019]
[Sun Jul 25 05:15:28 CEST 2021, CKEY=mwmla, BKEY=m2, CID=MAB_19_A_1.03.WSK, LANGUAGE=de, DATE=25.07.2021]