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Werkstoffkunde mit Labor

Modulbezeichnung: Werkstoffkunde mit Labor
Modulbezeichnung (engl.): Materials Science with Lab Exercises
Studiengang: Mechatronik/Sensortechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2019
Code: MST2.WEW
SWS/Lehrform: 3V+1P (4 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte: 4
Studiensemester: 1
Pflichtfach: ja
Arbeitssprache:
Deutsch
Erforderliche Studienleistungen (gemäß ASPO):
Praktikum + Hausarbeit (unbenotet)
Prüfungsart:
Klausur 150 min.

[letzte Änderung 31.03.2020]
Verwendbarkeit / Zuordnung zum Curriculum:
MST2.WEW Mechatronik/Sensortechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2019, 1. Semester, Pflichtfach
MST2.WEW Mechatronik/Sensortechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2020, 1. Semester, Pflichtfach
Arbeitsaufwand:
Die Präsenzzeit dieses Moduls umfasst bei 15 Semesterwochen 60 Veranstaltungsstunden (= 45 Zeitstunden). Der Gesamtumfang des Moduls beträgt bei 4 Creditpoints 120 Stunden (30 Std/ECTS). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 75 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
Keine.
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
Modulverantwortung:
Prof. Dr. Walter Calles
Dozent: Prof. Dr. Walter Calles

[letzte Änderung 14.12.2018]
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 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 02.09.2021]
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 12:54:04 CEST 2021, CKEY=m3MST2.WEW, BKEY=mst3, CID=MST2.WEW, LANGUAGE=de, DATE=27.10.2021]