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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):
Laborpraktika mit Ausarbeitung (unbenotet)
Prüfungsart:
Klausur 120 min.


[letzte Änderung 02.09.2021]
Verwendbarkeit / 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 02.09.2021]
Modulverantwortung:
Prof. Dr. Walter Calles
Dozent:
Prof. Dr. Walter Calles (Vorlesung)
M.Eng. Marc Allenbacher (Praktikum)
M.Eng. Carsten Kaldenhoff (Praktikum)


[letzte Änderung 02.09.2021]
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]
Lehrmethoden/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]
[Wed Oct 27 12:21:25 CEST 2021, CKEY=mwmla, BKEY=m2, CID=MAB_19_A_1.03.WSK, LANGUAGE=de, DATE=27.10.2021]