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Werkstoffkunde mit Labor

Modulbezeichnung:
Bezeichnung des Moduls innerhalb des Studiengangs. Sie soll eine präzise und verständliche Überschrift des Modulinhalts darstellen.
Werkstoffkunde mit Labor
Modulbezeichnung (engl.): Materials Science with Lab Exercises
Studiengang:
Studiengang mit Beginn der Gültigkeit der betreffenden ASPO-Anlage/Studienordnung des Studiengangs, in dem dieses Modul zum Studienprogramm gehört (=Start der ersten Erstsemester-Kohorte, die nach dieser Ordnung studiert).
Maschinenbau/Verfahrenstechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2019
Code: MAB_19_A_1.03.WSK
SAP-Submodul-Nr.:
Die Prüfungsverwaltung mittels SAP-SLCM vergibt für jede Prüfungsart in einem Modul eine SAP-Submodul-Nr (= P-Nummer). Gleiche Module in unterschiedlichen Studiengängen haben bei gleicher Prüfungsart die gleiche SAP-Submodul-Nr..
P241-0206, P241-0291
SWS/Lehrform:
Die Anzahl der Semesterwochenstunden (SWS) wird als Zusammensetzung von Vorlesungsstunden (V), Übungsstunden (U), Praktikumsstunden (P) oder Projektarbeitsstunden (PA) angegeben. Beispielsweise besteht eine Veranstaltung der Form 2V+2U aus 2 Vorlesungsstunden und 2 Übungsstunden pro Woche.
4V+1P (5 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte:
Die Anzahl der Punkte nach ECTS (Leistungspunkte, Kreditpunkte), die dem Studierenden bei erfolgreicher Ableistung des Moduls gutgeschrieben werden. Die ECTS-Punkte entscheiden über die Gewichtung des Fachs bei der Berechnung der Durchschnittsnote im Abschlusszeugnis. Jedem ECTS-Punkt entsprechen 30 studentische Arbeitsstunden (Anwesenheit, Vor- und Nachbereitung, Prüfungsvorbereitung, ggfs. Zeit zur Bearbeitung eines Projekts), verteilt über die gesamte Zeit des Semesters (26 Wochen).
5
Studiensemester: 1
Pflichtfach: ja
Arbeitssprache:
Deutsch
Erforderliche Studienleistungen (gemäß ASPO):
Laborpraktika mit Ausarbeitung (unbenotet)
Prüfungsart:
Klausur 120 min.


[letzte Änderung 02.09.2021]
Verwendbarkeit / Zuordnung zum Curriculum:
Alle Studienprogramme, die das Modul enthalten mit Jahresangabe der entsprechenden Studienordnung / ASPO-Anlage.

MAB_19_A_1.03.WSK (P241-0206, P241-0291) Maschinenbau/Verfahrenstechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2019 , 1. Semester, Pflichtfach
Arbeitsaufwand:
Der Arbeitsaufwand des Studierenden, der für das erfolgreiche Absolvieren eines Moduls notwendig ist, ergibt sich aus den ECTS-Punkten. Jeder ECTS-Punkt steht in der Regel für 30 Arbeitsstunden. Die Arbeitsstunden umfassen Präsenzzeit (in den Vorlesungswochen), Vor- und Nachbereitung der Vorlesung, ggfs. Abfassung einer Projektarbeit und die Vorbereitung auf die Prüfung.

Die ECTS beziehen sich auf die gesamte formale Semesterdauer (01.04.-30.09. im Sommersemester, 01.10.-31.03. im Wintersemester).
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 18.10.2022]
Modulverantwortung:
Prof. Dr. Moritz Habschied
Dozent:
Prof. Dr. Moritz Habschied (Vorlesung)
M.Eng. Marc Allenbacher (Praktikum)


[letzte Änderung 25.04.2022]
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-Zementit-Diagramm 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.
 
Sie können zu Stählen die Glüh- und Härteverfahren auswählen, um die gewünschten Eigenschaften zu erreichen. Sie können auch geeignete Randschichthärteverfahren auswählen.
 
Die Studierenden verstehen es, vorliegende Stahlgefüge in ihrer Mikrostruktur zu bestimmen.  
 
In den Praktika lernen die Studierenden, in Teams neues Wissen zu erarbeiten und auch interdisziplinär Prüfungsaufgaben zu bearbeiten. Sie lernen, ihre Meinung zu reflektieren und mit Sachargumenten zu vertreten.

[letzte Änderung 02.09.2021]
Inhalt:
1.0        Zugversuch
1.1        Spannungen und Belastungsarten
1.2        Werkstoffverhalten und Kennwerte
 
 
2.0        Struktur von Metallen
2.1        Kornstruktur und Gittertypen
2.2        Gitterbaufehler und intermediäre Verbindungen
2.3        Festigkeitssteigernde Mechanismen
2.4        Zusammenhang zwischen Struktur und Zugversuch
2.5        Kerbschlagbiegeversuch und Härteprüfung
 
 
3.0        Grundlagen der Wärmebehandlung
3.1        Diffusion
3.2        Erholung und Rekristallisation
 
 
4.0        Grundlagen der Legierungslehre
4.1        Entstehung eines Gefüges
 
4.2        Zustandsdiagramme von Zweistoffsystemen
4.2.1        Vollständige Löslichkeit im festen Zustand
4.2.2        Vollständige Unlöslichkeit im festen Zustand
4.2.3        Begrenzte Löslichkeit im festen Zustand
 
 
5.0        Eisen-Kohlenstoff-Diagramm
5.1        Unterschied Stabiles- und Metastabiles System
5.2        Eisen-Zementit-Diagramm
 
 
6.0        Wärmehandlung von Stählen
6.1        Glühverfahren
 
6.2        ZTU-Schaubild
6.2.1        Angaben im ZTU-Schaubild
6.2.2        Gefüge im ZTU-Schaubild
6.2.3        Einfluss von C-Gehalt und Legierungselementen
 
6.3        Härteverfahren
6.3.1        Abschrecken
6.3.2        Anlassen
6.3.3        Vergüten
 
6.4        Oberflächenhärteverfahren
6.4.1        Zweck und Einteilung
6.4.2        Einsatzhärten
6.4.3        Nitrieren
 
Laborpraktika:
- Zugversuch
- Kerbschlagbiegeversuch und Härteprüfung
- Thermische Analyse
- Eisen-Kohlenstoff-Diagramm
- Wärmebehandlung von Stählen
- Stirnabschreckversuch

[letzte Änderung 02.09.2021]
Weitere Lehrmethoden und Medien:
interaktive seminaristische Vorlesung
Praktika im Labor in Kleingruppen


[letzte Änderung 29.04.2019]
Sonstige Informationen:
    


[letzte Änderung 14.06.2018]
Literatur:
Online und Bibliothek
 
Bargel/Schulze: „Werkstoffkunde“,  Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 12. bearb. Auflage 2018
Weißbach W., Dahms M., Jaroschek C.: „Werkstoffe und ihre Anwendungen: Metalle, Kunststoffe und mehr“, Springer Vieweg; 20., überarb. Auflage 2018
 
Nur Bibliothek
 
Läpple, V.: „Wärmebehandlung des Stahls“, Verlag Europa-Lernmittel, Haan-Gruiten, 11. aktualisierte Auflage 2014
Läpple, V., Kammer, C., Steuernagel, L.: „Werkstofftechnik Maschinenbau“, Verlag Europa-Lernmittel, Haan-Gruiten, 6. Auflage 2017
Greven, E., Magin, W.: „Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung für technische Berufe“, Verlag Handwerk und Technik; 18. Auflage 2015

[letzte Änderung 02.09.2021]
[Tue Dec  6 22:04:01 CET 2022, CKEY=mwmla, BKEY=m2, CID=MAB_19_A_1.03.WSK, LANGUAGE=de, DATE=06.12.2022]