Werkstofftechnik 1

Das Kapitel Werkstoffprüfung in unserem Online-Kurs Werkstofftechnik 1 besteht aus folgenden Inhalten:

  1. Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung
    Werkstoffprüfung > Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung
    Ultraschallmessung, zerstörungsfrei
    Die zerstörungsfreie Werkstoffprüfung umfasst alle Untersuchungsverfahren, bei denen das Material eines Werkstoffs nicht beschädigt wird. Dies kann nach zwei Vorgehensweisen erfolgen:DurchstrahlungsprüfungSichtprüfungBei der Durchstrahlungsprüfung wird der Werkstoff mit Hilfe entsprechender Instrumente durchstrahlt und es lassen sich daraus Erkenntnisse über die Zusammensetzung des Bauteils und den/die eingesetzte(n) Werkstoff(e) bildgebend sammeln. Bei ...
  2. Ultraschallverfahren
    Werkstoffprüfung > Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung > Ultraschallverfahren
    industrielles Ultraschallmessgerät
    Unter Ultraschall versteht man Schallschwingungen mit einer Frequenz oberhalb der Hörgrenze von 20.000 Hertz. Je höher die Schallschwingungen, desto gebündelter und geradliniger verlaufen diese. Für die Prüfung von Bauteilen und Werkstoffen nutzt man beim Ultraschallverfahren Ultraschallwellen im Bereich von 0,5 - 10 MHz. Die große Messspanne ergibt sich aus der unterschiedlichen Beschaffenheit von Werkstoffen.industrielles Ultraschallmessgerät Zur ...
  3. Durchschallungsverfahren
    Werkstoffprüfung > Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung > Ultraschallverfahren > Durchschallungsverfahren
    Durchschallungsverfahren mit/ohne Bauteilfehler
    Die Entwicklung des Durchschallungsverfahren geht auf das Jahr 1929 zurück und wurde von Sokolof erstmals erfolgreich getestet. Mit Hilfe des Durchschallungsverfahren können Fehler in Bauteilen sichtbar gemacht werden. Hierzu zählen herstellungsbedingte Fehler wie Poren oder Lunker, aber auch Risse infolge von Bauteilbelastungen im Betrieb. Hierzu wird das Bauteil mittels Schallwellen "durchleuchtet". Je nach Dichte und geometrischer Beschaffenheit ist die Schallintensität ...
  4. Impuls-Echo-Verfahren
    Werkstoffprüfung > Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung > Ultraschallverfahren > Impuls-Echo-Verfahren
    Messgerät für das Impuls-Echo-Verfahren
    Ähnlich wie beim Durchschallungsverfahren, dient das Impuls-Echo-Verfahren der Untersuchung von Bauteilen nach Fehlern wie Rissen, Poren oder Lunker. Messgerät für das Impuls-Echo-Verfahren VersuchsaufbauAn der zu untersuchenden Stelle wird ein geeigneter Prüfkopf am Bauteil angebracht. Hierbei stellt ein einziger Quarz sowohl Sender und Empfänger in dichter Wechselfolge dar. Der Prüfkopf ist mit einer Bildröhre ...
  5. Bild- und Rekonstruktionsverfahren
    Werkstoffprüfung > Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung > Ultraschallverfahren > Bild- und Rekonstruktionsverfahren
    Bild- und Rekonstruktionsverfahren (schematisch)
    Im Gegensatz zu den beiden zuvor behandelten Verfahren, erlaubt das Bild- und Rekonstruktionsverfahren zusätzlich eine genaue Abmessung des Materialfehlers mit Hilfe eines erzeugten Bildes. VersuchsaufbauBild- und Rekonstruktionsverfahren (schematisch)Im Gegensatz zu den bisherigen Verfahren wird anstelle eines akustischen Wandlers nun ein akusto-optischer Wandler eingesetzt, welcher aus der Schalldruckverteilung ein optisches Bild erzeugt. Die Probe wird hierzu auf den Probentisch gelegt, ...
  6. Laufzeitverfahren
    Werkstoffprüfung > Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung > Ultraschallverfahren > Laufzeitverfahren
    Anders als die bisher betrachteten Ultraschallverfahren eignen sich Laufzeitverfahren nicht zur Erfassung von Bauteil-, bzw. Werkstofffehlern sondern zur Messung deren Dicke. Besonders für die Erfassung der Wandstärke von Behältern eignen sich Varianten der Ultraschallmessungen besonders. Es wird nicht mehr die Reflexion der Schallwellen gemessen, sondern deren Geschwindigkeit und Laufzeit zur Durchdringung. Es werden hierzu die Kennwerte der spezifischen Schallgeschwindigkeiten ...
  7. Schallemissionsverfahren
    Werkstoffprüfung > Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung > Ultraschallverfahren > Schallemissionsverfahren
    Beim Schallemissionsverfahren wird die Eigenschaft genutzt, dass Gefügeänderungen im Bauteil oder Werkstoffen zu Schallemissionen führen. Diese Änderungen können infolge von mechanischen, chemischen oder thermischen Belastungen auftreten. Erfasst werden können: Risse im EntstehungsstadiumPlastische Verformungen,Versetzungsbewegungen, KorrosionReibungsvorgängeAblauf des SchallemissionsverfahrenIm Gegensatz zu Messungen mit Ultraschall, liegen die Schallwellen ...
  8. Eindringverfahren
    Werkstoffprüfung > Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung > Eindringverfahren
    Vorreinigung mit Tuch
    Das Eindringverfahren dient zur Fehlerüberprüfung an der Oberfläche von Werkstoffen. Hierbei wird ein Medium verwendet, das in Risse an der Oberfläche des Werkstoff eindringt und anschließend mit einem Kontrastmittel sichtbar gemacht wird. Im Folgenden wird dieses Verfahren schrittweise vorgestellt. Verfahrensablauf1. VorreinigungUm Verunreinigung auf dem Werkstoff zu vermeiden, muss dieser vor der Prüfung gereinigt werden. Dies kann mechanisch mit Hilfe einer ...
  9. Wirbelstromverfahren
    Werkstoffprüfung > Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung > Wirbelstromverfahren
    Wirbelstromverfahren
    Mit dem Wirbelstromverfahren können Werkstofffehler an oder in der Nähe der Oberfläche von Metallen erfasst werden. Sogar mehrschichtige Bauteile können durch dieses Verfahren auf Fehler überprüft werden. Das Verfahren ist, wie die bereits vorher genannten Verfahren, zerstörungsfrei und erfasst auch für das Auge unsichtbare Fehler. Zudem hat dieses Prüfverfahren den Vorteil, dass es sowohl berührungsfrei als auch unter hohen Geschwindigkeiten [> ...
  10. Zugversuch
    Werkstoffprüfung > Mechanische Werkstoffprüfung > Zugversuch
    Zugversuch, Prüfmaschine
    Der Zugversuch stellt das wichtigste Verfahren zur Prüfung von Werkstoffen in der Werkstofftechnik dar.Zugversuch, Prüfmaschine Es dient der Ermittlung des Werkstoffverhaltens bei einachsiger, gleichmäßig über den Querschnitt verteilter Zugbeanspruchung. Im Mittelpunkt jeder Untersuchung steht die Ermittlung der Werkstoffwiderstandsgrößen, deren Kenntnis  für jede Konstruktion existentiell wichtig ist. Im Zugversuch wird ...
  11. Spannungs-Dehnungs-Diagramm
    Werkstoffprüfung > Mechanische Werkstoffprüfung > Zugversuch > Spannungs-Dehnungs-Diagramm
    Spannungs-Dehnungs-Diagramm
    Das Spannungs-Dehnungs-Diagramm dient hauptsächlich der Charakterisierung eines Materials hinsichtlich Festigkeit, Plastizität und Elastizität. Hierzu bedient man sich des bereits beschriebenen Zugversuchs. Es hat sich dabei durchgesetzt, dass die Spannung [in $\frac{N}{mm^2} $] über die Dehnung [Dimensionslos] aufgetragen wird. Ferner unterscheidet man die technische Spannungs-Dehnungs-Kurve von der wahren ...
  12. Hookesches Gesetz
    Werkstoffprüfung > Mechanische Werkstoffprüfung > Zugversuch > Hookesches Gesetz
    Hooksche Gerade
    Mittels Zugversuchen wird der Zusammenhang zwischen Dehnung $\epsilon$ und Spannung $\sigma$ untersucht und in einem Spannungs-Dehnungs-Diagramm dargestellt (siehe vorheriger Abschnitt). Viele Werkstoffe zeigen einen proportionalen Verlauf von Spannung und Dehnung, d.h. dass die Dehnung mit der Spannung im gleichen Verhältnis (proportional) wächst. Zieht man beispielsweise ein Gummiband auseinander, so sieht man, dass mit zunehmender Spannung auch die Dehnung ($\triangle l$) zunimmt. Gummiband ...
  13. Brucharten
    Werkstoffprüfung > Mechanische Werkstoffprüfung > Zugversuch > Brucharten
    Verformungsloser Bruch, Sprödbruch
    Am Ende eines jeden Zugversuchs steht der Bruch der Probe. Das Bruchaussehen hängt immer von der Art des Werkstoffes ab. Hierbei unterscheidet man die Betrachtung des Bruches unter makroskopischen und mikroskopischen Gesichtspunkten.Makroskopische BetrachtungBei der makroskopischen Betrachtung betrachtet man das Aussehen des Stabes um die Bruchstelle herum. So lassen sich die Brüche grob in 3 Kategorien einteilen:Verformungslose BrücheVerformungsarme BrücheVerformungsreiche Brüche Verformungslose ...
  14. Härteprüfung
    Werkstoffprüfung > Mechanische Werkstoffprüfung > Härteprüfung
    Härteprüfung eines konischen Bauteils
    Härteprüfung eines konischen Bauteils Im Jahr 1811 wurde erstmals von Friedrich Mohs ein Ritzverfahren zur Härtprüfung vorgestellt. Bei dieser noch sehr simplen Härteprüfung wurden zehn Mineralien derart sortiert, dass ein jedes Mineral vom nachfolgenden geritzt werden kann, aber die Härte besitzt um das vorangegangene selber zu ritzen. So ergab sich folgende Rangfolge:SpecksteinGipsKalkspatFlussspatApatitFeldspatQuarzTopasKorundDiamantSeit ...
  15. Brinell
    Werkstoffprüfung > Mechanische Werkstoffprüfung > Härteprüfung > Brinell
    Prüfverfahren nach Brinell
    Als erstes Verfahren wird das Härteprüfverfahren nach Brinell vorgestellt. Dieses Verfahren wurde erstmals im Jahr 1900 auf der Pariser Weltausstellung vorgestellt. Prüfverfahren nach Brinell Prinzip des Verfahrens nach BrinellEine Stahlkugel mit einem Durchmesser $D$ wird senkrecht in eine ebene, blanke Oberfläche einer Probe mit einer Prüfkraft $ F $ gedrückt. Nach der Wegnahme der Stahlkugel wird der Durchmesser $ d $ des Eindrucks ...
  16. Vickers
    Werkstoffprüfung > Mechanische Werkstoffprüfung > Härteprüfung > Vickers
    Härteprüfverfahren nach Vickers (Schema)
    Als nächstes Härteprüfverfahren wird nun das Härteprüfverfahren nach Vickers vorgestellt. Dieses Verfahren wurde aus dem Problem heraus entwickelt, dass die Ermittlung einer Brinellhärte über 400 HB Schwierigkeiten bereitet. Prinzip des Prüfvorgang nach VickersIn diesem Verfahren wird anstelle einer Kugel als Eindringkörper eine vierseitige Diamantpyramide verwendet. Der Winkel zwischen zwei sich gegenüberliegenden Seiten beträgt 136° ...
  17. Rockwell
    Werkstoffprüfung > Mechanische Werkstoffprüfung > Härteprüfung > Rockwell
    Rockwell-C-Verfahren
    Als letztes Härteprüfverfahren wird nun das Prüfverfahren nach Rockwell vorgestellt. Dieses Verfahren hat aufgrund seiner Einfachheit einen festen Platz in der Industrie. Im Gegensatz zu den bisherigen Verfahren ist der Ablauf des Rockwellverfahrens schnell. Dieser Vorteil begründet sich  im Prüfvorgang.Rockwell-C-Verfahren Aufbau des Prüfvorgangs nach RockwellJe nachdem ob es sich um das Rockwell-C-Verfahren oder das Rockwell-B-Verfahren handelt wird als Eindringkörper ...
  18. Kriechversuch und Zeitstandversuch
    Werkstoffprüfung > Mechanische Werkstoffprüfung > Kriechversuch und Zeitstandversuch
    Zeitstandschaubild
    Wird ein Werkstoff einer bestimmten Temperatur ausgesetzt, entsteht eine Spannung, unter welcher ein Kriechen [plastische Verformung] im Zeitverlauf zum Erliegen kommt. Diesen Wert nennt man Dauerstandfestigkeit. Wird dieser Wert überschritten, kommt es zum Bauteilversagen infolge eines Bruchs. Da dieser Wert selbst in sehr langandauernden Versuchen nicht zu ermitteln ist, bestimmt man hingegen die Zeitstandfestigkeit oder die DVM-Kriechgrenze. Der Zeitstandversuch ermittelt das Festigkeitsverhalten ...
  19. Kerbschlagbiegeversuche
    Werkstoffprüfung > Mechanische Werkstoffprüfung > Kerbschlagbiegeversuche
    Kerbschlagbiegeversuch (Schema)
    Der Kerbschlagbiegeversuch ist ein Werkstoffprüfverfahren, dass die Zähigkeit metallischer und polymerer Werkstoffen untersucht. Aus einem anderen Blickwinkel betrachtet, erhält man Rückschlüsse auf die Versprödungsneigung eines Werkstoffs bei niedrigen Temperaturen. Auslöser für die Versprödung sindTemperaturversprödung bei sehr niedrigen Temperaturen, Spannungsversprödung infolge gleichsinniger, mehrachsiger Beanspruchungen,Geschwindigkeitsversprödung ...
  20. Risszähigkeitsversuche
    Werkstoffprüfung > Mechanische Werkstoffprüfung > Risszähigkeitsversuche
    Risszähigkeitsprobe (Schema)
    Durch den Risszähigkeitsversuch lässt sich der Widerstand eines Werkstoff gegen instabile Rissausbreitung ermitteln. Ermittelt wird hierbei der Spannungsintensitätsfaktor K, also der Punkt an dem der instabile Rissfortschritt einsetzt. Prinzip des PrüfvorgangsEin Probe wird mit einer winkelförmigen Kerbe versehen und anschließend durch zwei kontinuierliche Kräfte, welche jeweils parallel zur Kerbe wirken, auseinandergezogen. Im Verlauf des Versuchs werden ...
Werkstofftechnik 1
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