WerkstoffeundihreAnwendungen978-3-658-19892-3/1.pdfVorwortder19.Auflage „Der Weißbach“ ist seit...

Werkstoffe und ihre Anwendungen

Wolfgang Weißbach � Michael Dahms �Christoph Jaroschek

Werkstoffe und ihreAnwendungen

Metalle, Kunststoffe und mehr

20., überarbeitete Auflage

Wolfgang WeißbachBraunschweig, Deutschland

Michael DahmsHochschule FlensburgFlensburg, Deutschland

Christoph JaroschekFH BielefeldBielefeld, Deutschland

ISBN 978-3-658-19891-6 ISBN 978-3-658-19892-3 (eBook)https://doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3

Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillier-te bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.d-nb.de abrufbar.

Springer ViewegDas Buch erschien bis zur 15. Auflage unter dem Titel Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung, bis zur 19. Auf-lage unter dem Titel Werkstoffkunde.© Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH, ein Teil von Springer Nature 1967, 1970, 1972, 1974, 1975, 1976,1979, 1981, 1988, 1992, 1994, 1998, 2000, 2002, 2004, 2007, 2010, 2012, 2015, 2018Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung, die nicht ausdrücklichvom Urheberrechtsgesetz zugelassen ist, bedarf der vorherigen Zustimmung des Verlags. Das gilt insbesonderefür Vervielfältigungen, Bearbeitungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verar-beitung in elektronischen Systemen.Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigtauch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen-und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften.Der Verlag, die Autoren und die Herausgeber gehen davon aus, dass die Angaben und Informationen in diesemWerk zum Zeitpunkt der Veröffentlichung vollständig und korrekt sind. Weder der Verlag noch die Autoren oderdie Herausgeber übernehmen, ausdrücklich oder implizit, Gewähr für den Inhalt des Werkes, etwaige Fehleroder Äußerungen. Der Verlag bleibt im Hinblick auf geografische Zuordnungen und Gebietsbezeichnungen inveröffentlichten Karten und Institutionsadressen neutral.

Verantwortlich im Verlag: Thomas Zipsner

Gedruckt auf säurefreiem und chlorfrei gebleichtem Papier

Springer Vieweg ist ein Imprint der eingetragenen Gesellschaft Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH und istein Teil von Springer Nature.Die Anschrift der Gesellschaft ist: Abraham-Lincoln-Str. 46, 65189 Wiesbaden, Germany

https://doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3

Vorwort

Am Lebenslauf eines technischen Erzeugnisses von der Entwicklung über seine Fertigungmit Qualitätssicherung, der späteren Nutzung mit Wartung und evtl. Regeneration bis hinzum Recycling, wird die zentrale Stellung des Werkstoffes deutlich. In all diesen Phasenmüssen Beteiligte ihre Maßnahmen auf die Eigenart der verwendeten Werkstoffe abstim-men.

Ein einführendes Lehrbuch über Werkstoffe sollte eine Übersicht schaffen, über:

� den theoretischen Hintergrund, denn das Verhalten der Werkstoffe lässt sich beeinflus-sen und verändern, z. B. durch die Anwendung von Temperaturen.

� die Eigenschaften, denn in Konstruktion, Fertigung und Instandhaltung sind für dieAuswahl von Werkstoffen und für die Dimensionierung Kennwerte zur Berechnungnotwendig, z. B. Steifigkeit, Härtbarkeit, Korrosionsbeständigkeit etc.

� Werkstoffarten, weil es unterschiedlichste Anforderungen an ein zu entwickelndesBauteil bzw. System gibt, z. B. Dichte/Gewicht, Festigkeit, etc.

� die Werkstoffanwendungen, denn erst die Anwendung macht am Ende einen Festkör-per zum Werkstoff.

Das vorliegende Lehrbuch vertritt diese Richtung, die im ersten Abschnitt als Einführungund Motivation dargelegt wird. Es wird das Prinzip „Eigenschaften sind eine Funktion derStruktur“ erläutert und Überlegungen zur optimalen Werkstoffwahl vorgestellt. Bereitshier werden die beiden wichtigen Werkstoffgruppen der Metalle und der Kunststoffe mitihrem sehr unterschiedlichen Aufbau gegenübergestellt.

Das Buch ist mit seiner Stoffauswahl und sprachlichen Gestaltung für Studienanfängerder Fach- und Fachhochschulen angelegt und für alle Fachrichtungen, bei denen Werk-stoffeigenschaften und Werkstoffverhalten bei technologischen Prozessen eine wichtigeRolle spielen.

In der 20. Auflage wurden – teilweise auf Anregungen aus dem Leserkreis – Umstel-lungen vorgenommen, Fehler berichtigt und Normen aktualisiert. Insbesondere wurdenalle Verweise noch einmal auf ihre Richtigkeit überprüft. Wesentliche Änderungen sind:

� Das Kap. 13 „Überlegungen zur Materialauswahl“ wurde neu geschrieben.� Ein Abschnitt zur Dauergebrauchstemperatur wurde aufgenommen.

V

http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_13

VI Vorwort

Die Autoren danken Frau Imke Zander und Herrn Thomas Zipsner vom Lektorat Maschi-nenbau für die fruchtbare Zusammenarbeit.

Autoren und Verlag danken Firmen und Instituten für Unterlagen und den Benutzernfür konstruktive Anmerkungen und Vorschläge. Wir sind auch weiterhin bestrebt, diese zurealisieren.

Flensburg, Bielefeld im Frühjahr 2018 Michael DahmsChristoph Jaroschek

Vorwort der 19. Auflage

„Der Weißbach“ ist seit seiner 1. Auflage ein erfolgreiches Lehrbuch für die Werkstoff-kunde. Es zeichnet sich aus durch seinen Anwendungsbezug und die vielen Beispiele.Ein ganz besonderer Dank gilt an dieser Stelle Herrn Wolfgang Weißbach, der über Jahr-zehnte hinweg mit viel Engagement das Buch inhaltlich aber auch layouttechnisch immerweiter entwickelt hat, jetzt aber aus persönlichen Gründen leider nicht mehr für eineÜberarbeitung des Buches zur Verfügung steht. Nur weil das Lehrbuch auch permanentnormenaktuell gehalten wurde, konnte es erfolgreich in so viele Auflage geführt werden.

Mit der nunvorliegendenAuflageübernehmenMichaelDahmsundChristoph Jaroschekdie notwendigen Aktualisierungen und Ergänzungen. Das bisherige zweispaltige Layoutwird aufgelöst, weil Bücher heute auch über elektronische Systeme gelesen werden.

Sämtliche Kapitel sind grundlegend überarbeitet und aktualisiert worden. WesentlicheVeränderungen sind:

� Die Kap. 9 Kunststoffe und Kap. 14 Werkstoffprüfung wurden vollständig überarbeitetund erweitert

� Kapitel Tribologische Beanspruchung wurde gestrichenDie Erweiterungen betreffen besonders die Bereiche der Kunststoffe. Hier ist besondersdas Kap. 14 zu beachten, denn es stellt das Bindeglied zwischen den sehr unterschiedli-chen Werkstoffgruppen der Metalle und der Kunststoffe dar.

Ein besonderer Dank gilt Frau Anke Wolfram, die Unschätzbares bei der Realisierungdes neuen Umbruches und bei der Verweis-Verfolgung geleistet hat. Weiterhin gilt auchunser Dank Herrn Thomas Zipsner, der als Lektor des Verlags ebenfalls in Fragen desLayouts viel Arbeit hatte.

Eine Bitte richtet sich nun an Sie als Leser: sollten Sie Inhalte nicht verständlich findenoder insgesamt vermissen, scheuen Sie sich bitte nicht, Ihre Anmerkungen an den Verlagzu senden. Wir hoffen, dass bereits die 19. Auflage den Erfolg des „Weißbach“ fortsetztund wir werden alles daran setzen, die nachfolgendenAuflagen in weiterhin verständlicherForm zu gestalten.

Bielefeld, Flensburg, im Juli 2015 Christoph JaroschekMichael Dahms

VII

http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_9http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14

Inhaltsverzeichnis

1 Grundlegende Begriffe und Zusammenhänge . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.1 Gegenstand und Bedeutung der Werkstoffkunde . . . . . . . . . . . . . . 1

1.1.1 Das Fachgebiet Werkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.2 Stellung und Bedeutung der Werkstoffkunde in der Technik . . . . . . 31.3 Entwicklungsrichtungen der Werkstofftechnik . . . . . . . . . . . . . . . 6

1.3.1 Bessere Nutzung von Werkstoff und Energie(Material- und Energieeffizienz) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

1.3.2 Oberflächenbehandlungen, Nanotechnologie . . . . . . . . . . 71.4 Wie lassen sich die unterschiedlichen Eigenschaften der Werkstoffe

erklären? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71.4.1 Atombau und Periodensystem (PSE) . . . . . . . . . . . . . . . 81.4.2 Bindungsart . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101.4.3 Materialaufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121.4.4 Werkstoffeigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

1.5 Anforderungen an Werkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221.5.1 Anforderungsprofil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221.5.2 Eigenschaftsprofil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

2 Metallische Werkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252.1 Metallkunde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

2.1.1 Vorkommen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252.1.2 Metallbindung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262.1.3 Metalleigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292.1.4 Die Kristallstrukturen der Metalle (Idealkristalle) . . . . . . . 312.1.5 Entstehung des Gefüges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392.1.6 Verformung am Idealkristall (Modellvorstellung) . . . . . . . . 46

2.2 Struktur und Verformung der Realkristalle . . . . . . . . . . . . . . . . . 512.2.1 Kristallfehler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 512.2.2 Verformung der Realkristalle und Veränderung

der Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

IX

http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_1http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_1http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_1http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_1http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_1http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_1http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_1http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_1http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_1http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_1http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_1http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_1http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_1http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_1http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_1http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_1http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_1http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_1http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_1http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_1http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_1http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_1http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_1http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_1http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_1http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_1http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_1http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_1http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_1http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_1http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2

X Inhaltsverzeichnis

2.3 Verfestigungsmechanismen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 572.3.1 Mischkristallverfestigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 582.3.2 Kaltverfestigung (Verformungsverfestigung) . . . . . . . . . . 602.3.3 Feinkornverfestigung (Korngrenzenverfestigung) . . . . . . . . 632.3.4 Dispersionsverfestigung (Teilchen-, Ausscheidungs-) . . . . . 642.3.5 Verfestigungsmechanismen kombiniert . . . . . . . . . . . . . . 69

2.4 Vorgänge im Metallgitter bei höheren Temperaturen(Thermisch aktivierte Prozesse) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 702.4.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 702.4.2 Kristallerholung und Rekristallisation . . . . . . . . . . . . . . . 722.4.3 Kornvergröberung (-wachstum) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 762.4.4 Warmumformung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 772.4.5 Diffusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 792.4.6 Werkstoffverhalten bei höheren Temperaturen

unter Beanspruchung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 832.5 Legierungen (Zweistofflegierungen) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

2.5.1 Begriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 882.5.2 Zustandsdiagramme, Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . 942.5.3 Zustandsdiagramm mit vollkommener Mischbarkeit

der Komponenten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 952.5.4 Allgemeine Eigenschaften der Mischkristalllegierungen . . . 972.5.5 Eutektische Legierungssysteme (Grundtyp II) . . . . . . . . . . 982.5.6 Allgemeine Eigenschaften der eutektischen Legierungen . . . 1002.5.7 Ausscheidungen aus übersättigten Mischkristallen . . . . . . . 1042.5.8 Zustandsdiagramm mit Intermetallischen Phasen . . . . . . . . 1062.5.9 Übung: Auswertung eines Zustandsdiagrammes,

Abkühlverlauf einer Cu-Zn-Legierung (64,5% Cu) . . . . . . 1072.5.10 Vergleich von homogenen und heterogenen Legierungen . . . 1082.5.11 Übersicht über Phasenumwandlungen im festen Zustand . . . 109

Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110

3 Die Legierung Eisen-Kohlenstoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1113.1 Abkühlkurve und kristalline Phasen des Reineisens . . . . . . . . . . . . 1123.2 Erstarrungsformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1153.3 Das Eisen-Kohlenstoff-Diagramm (EKD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117

3.3.1 Erstarrungsvorgänge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1193.3.2 Die Umwandlungen im festen Zustand . . . . . . . . . . . . . . 121

3.4 Einfluss des Kohlenstoffs auf die Legierungseigenschaften . . . . . . . 1283.4.1 Mechanische Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1283.4.2 Technologische Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128

Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131

http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_2http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_3http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_3http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_3http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_3http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_3http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_3http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_3http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_3http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_3http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_3http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_3http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_3http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_3http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_3http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_3http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_3http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_3http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_3http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_3http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_3

Inhaltsverzeichnis XI

4 Stähle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1334.1 Erzeugung und Klassifizierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133

4.1.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1334.1.2 Ausgangsstoffe und Aufgaben der Stahlerzeugung . . . . . . . 1344.1.3 Rohstahlerzeugung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1344.1.4 Sekundärmetallurgie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1374.1.5 Vergießen und Erstarren des Stahles . . . . . . . . . . . . . . . . 1374.1.6 Eisenbegleiter und ihre Wirkung auf Gefüge

und Stahleigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1404.1.7 Einfluss der Legierungselemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1424.1.8 Einteilung der Stähle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147

4.2 Stähle für allgemeine Verwendung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1514.2.1 Anforderungsprofil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1514.2.2 Baustähle nach DIN EN 10025/05 . . . . . . . . . . . . . . . . . 152

4.3 Baustähle höherer Festigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1544.3.1 Die Erhöhung der Festigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1554.3.2 Nicht vergütete schweißgeeignete Feinkornbaustähle . . . . . 1564.3.3 Vergütete schweißgeeignete Feinkornbaustähle,

DIN EN 10025-6/09 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1584.4 Stähle mit besonderen Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158

4.4.1 Kaltzähe Stähle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1584.4.2 Wetterfeste Baustähle DIN EN 10025-5/05 . . . . . . . . . . . 1594.4.3 Austenitische Stähle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1604.4.4 Ferritische Stähle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1624.4.5 Stähle für Einsatz bei hohen Temperaturen . . . . . . . . . . . . 162

4.5 Stähle für bestimmte Fertigungsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1664.5.1 Automatenstähle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1664.5.2 Stähle zum Kaltumformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166

4.6 Stähle für bestimmte Bauteile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1724.6.1 Wälzlagerstähle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1724.6.2 Federstähle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173

4.7 Werkzeugstähle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1764.7.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1764.7.2 Kaltarbeitsstähle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1794.7.3 Warmarbeitsstähle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1804.7.4 Kunststoffformenstähle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1824.7.5 Schnellarbeitsstähle (HS-Stähle) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182

4.8 Stahlguss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1854.8.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1854.8.2 Stahlguss für allgemeine Verwendung . . . . . . . . . . . . . . . 1854.8.3 Weitere Stahlgusswerkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187

Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188

http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_4

XII Inhaltsverzeichnis

5 Wärmebehandlung der Stähle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1895.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189

5.1.1 Einteilung der Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1895.1.2 Zeit-Temperatur-Folgen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1905.1.3 Austenitisierung (ZTA-Schaubilder) . . . . . . . . . . . . . . . . 192

5.2 Glühverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1955.2.1 Normalglühen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1955.2.2 Glühen auf beste Verarbeitungseigenschaften . . . . . . . . . . 1975.2.3 Spannungsarmglühen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2005.2.4 Diffusionsglühen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2015.2.5 Rekristallisationsglühen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203

5.3 Härten und Vergüten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2045.3.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2045.3.2 Austenitzerfall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2045.3.3 Martensit, Struktur und Bedingungen für die Entstehung . . . 2065.3.4 Härtbarkeit der Stähle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2095.3.5 Verfahrenstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2115.3.6 Härteverzug und Gegenmaßnahmen . . . . . . . . . . . . . . . . 2195.3.7 Zeit-Temperatur-Umwandlung (ZTU-Schaubilder) . . . . . . . 2215.3.8 Vergüten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225

5.4 Aushärten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2315.4.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2315.4.2 Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2325.4.3 Ausscheidungshärtende Stähle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2345.4.4 Vergleich Härten/Vergüten und Aushärten . . . . . . . . . . . . 2355.4.5 Ausscheidungsvorgänge mit negativen Auswirkungen . . . . . 236

5.5 Thermomechanische Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2365.5.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2365.5.2 Thermomechanische Behandlung (TM) . . . . . . . . . . . . . . 2385.5.3 Austenitformhärten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2395.5.4 Weitere Anwendungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239

5.6 Verfahren der Oberflächenhärtung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2415.6.1 Überblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2415.6.2 Randschichthärten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2415.6.3 Einsatzhärten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2475.6.4 Nitrieren, Nitrocarburieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2555.6.5 Weitere Verfahren (Auswahl) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2605.6.6 Mechanische Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261

Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263

http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_5

Inhaltsverzeichnis XIII

6 Eisen-Gusswerkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2656.1 Übersicht und Einteilung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265

6.1.1 Vorteile der Gusskonstruktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2666.1.2 Einteilung der Gusswerkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268

6.2 Allgemeines über die Gefüge- und Graphitausbildung bei Gusseisen . 2696.2.1 Gefügeausbildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2696.2.2 Graphitausbildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272

6.3 Gusseisen mit Lamellengraphit GJL (DIN EN 1561/12) . . . . . . . . . 2726.4 Gusseisen mit Kugelgraphit GJS (DIN EN 1563/12) . . . . . . . . . . . 2756.5 Temperguss GJMW/GJMB (DIN EN 1562/12) . . . . . . . . . . . . . . 2786.6 Gusseisen mit Vermiculargraphit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2826.7 Sonderguss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287

7 Nichteisenmetalle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2897.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2897.2 Bezeichnung von NE-Metallen und -Legierungen . . . . . . . . . . . . . 290

7.2.1 Übersicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2907.2.2 Werkstoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2917.2.3 Zustandsbezeichnungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2917.2.4 Knetlegierungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2927.2.5 Gusslegierungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293

7.3 Aluminium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2947.3.1 Vorkommen und Gewinnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2947.3.2 Einteilung der Al-Knetwerkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . 2967.3.3 Unlegiertes Aluminium, Serie 1000 . . . . . . . . . . . . . . . . 2987.3.4 Aluminiumknetlegierungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298

7.3.4.1 Nicht aushärtbare Legierungen . . . . . . . . . . . . . 3007.3.4.2 Aushärtbare Legierungen . . . . . . . . . . . . . . . . 301

7.3.5 Aluminium-Gusslegierungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3037.3.6 Aushärten der Aluminium-Legierungen . . . . . . . . . . . . . 3037.3.7 Neuentwicklungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307

7.4 Kupfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3087.4.1 Vorkommen und Gewinnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3087.4.2 Eigenschaften, Verwendung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3097.4.3 Normen für Kupfer und Kupferlegierungen . . . . . . . . . . . 3127.4.4 Niedriglegiertes Kupfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3127.4.5 Allgemeines zu den Kupfer-Legierungen . . . . . . . . . . . . . 3137.4.6 Kupfer-Zink-Legierungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314

http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_6http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_6http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_6http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_6http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_6http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_6http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_6http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_6http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_6http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_6http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_6http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_6http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_6http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_6http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_6http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_6http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_6http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_6http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_6http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_6http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_6http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_6http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_6http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_6http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_6http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_6http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_7http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_7http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_7http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_7http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_7http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_7http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_7http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_7http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_7http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_7http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_7http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_7http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_7http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_7http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_7http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_7http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_7http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_7http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_7http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_7http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_7http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_7http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_7http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_7http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_7http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_7http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_7http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_7http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_7http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_7http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_7http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_7http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_7http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_7http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_7http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_7http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_7http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_7http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_7http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_7http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_7http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_7http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_7http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_7http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_7http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_7http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_7http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_7http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_7http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_7

XIV Inhaltsverzeichnis

7.4.7 Kupfer-Zinn-Legierungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3177.4.8 Kupfer-Aluminium-Legierungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3197.4.9 Kupfer-Nickel-Legierungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3217.4.10 Kupfer-Nickel-Zink-Legierungen . . . . . . . . . . . . . . . . . 321

7.5 Magnesium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3227.5.1 Vorkommen und Gewinnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3227.5.2 Eigenschaften von Magnesium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324

7.6 Titan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3297.6.1 Metallgewinnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3297.6.2 Eigenschaften und Anwendung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3297.6.3 Titanlegierungen (DIN 17 851/90) . . . . . . . . . . . . . . . . . 330

7.7 Nickel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3347.7.1 Unlegiertes Nickel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3347.7.2 Niedrig legiertes Nickel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3357.7.3 Ni-Basis-Legierungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335

7.8 Druckgusswerkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344

8 Nichtmetallisch-anorganische Werkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3458.1 Einteilung und Abgrenzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3458.2 Struktur und Eigenschaften keramischer Stoffe . . . . . . . . . . . . . . 346

8.2.1 Thermoschockbeständigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3488.3 Bearbeitung der Werkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3508.4 Werkstoffsorten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351

8.4.1 Oxidische Werkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3518.4.2 Nichtoxidische Werkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355

8.5 Neue Verfahren zur Herstellung der Pulver-Ausgangsstoffe . . . . . . . 3618.6 Mineralglas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3628.7 Vergleich einiger anorganisch-nichtmetallischer Werkstoffe . . . . . . 365Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366

9 Kunststoffe (Polymere) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3679.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3689.2 Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 370

9.2.1 Vergleich mit Metallen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3709.2.2 Mechanisches Verhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3719.2.3 Temperaturverhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377

9.2.3.1 Glastemperatur, Schmelztemperaturund Zersetzungstemperatur . . . . . . . . . . . . . . . 377

9.2.4 Verarbeitungseigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3799.2.5 Bauteileigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381


Inhaltsverzeichnis XV

9.3 Gebräuchliche Kunststoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3829.3.1 Wichtige Thermoplaste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385

9.3.1.1 PE, Polyethylen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3869.3.1.2 PP, Polypropylen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3879.3.1.3 PVC, Polyvinylchlorid . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3889.3.1.4 PS, Polystyrol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3899.3.1.5 ABS, Acrylnitril-Butadien-Styrol . . . . . . . . . . . 3899.3.1.6 PA, Polyamid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3899.3.1.7 POM, Polyoximethylen . . . . . . . . . . . . . . . . . 3909.3.1.8 PET, Polyethylentherephtalat . . . . . . . . . . . . . . 3909.3.1.9 PC, Polycarbonat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391

9.3.2 Duromere und Elastomere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3919.3.2.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3919.3.2.2 Formmassetypen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392

9.3.3 Elastomere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3949.3.4 Thermoplastische Elastomere (TPE) . . . . . . . . . . . . . . . . 397

10 Verbundstrukturen und Verbundwerkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39910.1 Begriffsklärung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 399

10.1.1 Verbundwerkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39910.1.2 Werkstoffverbunde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40110.1.3 Verbundkonstruktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40210.1.4 Struktur und Einteilung der Verbundwerkstoffe . . . . . . . . . 403

10.2 Schichtverbundwerkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40510.3 Faserverbundwerkstoffe (FVW) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 406

10.3.1 Faserwerkstoffe und Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . 40610.3.2 Faserverstärkte Polymere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 409

10.4 Teilchenverbundwerkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41010.5 Durchdringungsverbundwerkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41110.6 Metall-Matrix-Verbundwerkstoffe (MMC) . . . . . . . . . . . . . . . . . 412

10.6.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41210.6.2 Metallmatrix-Faserverbunde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41310.6.3 Metallmatrix-Teilchenverbunde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41410.6.4 Metallmatrix-Durchdringungsverbunde . . . . . . . . . . . . . . 41510.6.5 Metallschäume . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416

10.7 Keramik-Matrix-Verbunde (CMC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41810.7.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41810.7.2 Faserverbundkeramik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41810.7.3 Durchdringungsverbundkeramik . . . . . . . . . . . . . . . . . . 419


XVI Inhaltsverzeichnis

11 Werkstoffe besonderer Herstellung oder Eigenschaften . . . . . . . . . . . 42111.1 Pulvermetallurgie, Sintermetalle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 421

11.1.1 Überblick und Einordnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42111.1.2 Pulverherstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42411.1.3 Formgebung und Verdichten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42511.1.4 Sintern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42711.1.5 Nachbehandlung der Sinterteile . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42911.1.6 Werkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431

11.1.6.1 Werkstoffe, schmelzmetallurgisch nicht herstellbar(sog. Pseudolegierungen) . . . . . . . . . . . . . . . . 431

11.1.6.2 Pulvermischungen für Formteile . . . . . . . . . . . . 43211.1.7 Legierungstechniken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43311.1.8 Klassifizierung, Normung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43611.1.9 Sprühkompaktieren (Spray Forming) . . . . . . . . . . . . . . . 436

11.2 Schichtwerkstoffe und Schichtherstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . 43811.2.1 Begriffe, Abgrenzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43811.2.2 Thermisches Spritzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44211.2.3 Auftragschweißen und -löten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44411.2.4 Abscheiden aus der Gasphase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 445

11.2.4.1 CVD-Verfahren (Chemical Vapour Deposition) . . . 44811.2.4.2 PVD-Verfahren (Physical Vapour Deposition) . . . 449

11.2.5 Beschichten aus dem ionisierten Zustand . . . . . . . . . . . . . 45111.3 Lager- und Gleitwerkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 452

11.3.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45211.3.2 Lagermetalle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45411.3.3 Weitere Lagerwerkstoffe, selbstschmierende Lager . . . . . . 456

11.4 Werkstoffe mit steuerbaren Eigenschaftsänderungen . . . . . . . . . . . 45611.4.1 Begriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45611.4.2 Piezokeramik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45711.4.3 Formgedächtnis-Legierungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 458

Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 460

12 Korrosionsbeanspruchung und Korrosionsschutz . . . . . . . . . . . . . . . 46312.1 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 463

12.1.1 Chemische Reaktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46412.1.2 Metallphysikalische Reaktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46412.1.3 Elektrochemische Reaktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 465

12.2 Grundlagen der elektrochemischen Korrosion . . . . . . . . . . . . . . . 46512.2.1 Die Entstehung von Ionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46512.2.2 Ursache der Ionenleitfähigkeit von H2O . . . . . . . . . . . . . 46612.2.3 Lösungsdruck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46712.2.4 Galvanische Spannungsreihe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 467

http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_11http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_12http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_12http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_12http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_12http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_12http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_12http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_12http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_12http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_12http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_12http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_12http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_12http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_12http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_12http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_12http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_12http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_12http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_12http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_12http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_12

Inhaltsverzeichnis XVII

12.2.5 Galvanisches Element . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46912.2.6 Korrosionselemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 469

12.3 Korrosionsarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47312.3.1 Korrosionsprodukte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47312.3.2 Korrosionsarten und -erscheinungen . . . . . . . . . . . . . . . . 474

12.4 Korrosionsarten mit zusätzlichen Beanspruchungen . . . . . . . . . . . 47612.4.1 Korrosion und Festigkeitsbeanspruchung . . . . . . . . . . . . . 47612.4.2 Korrosion unter tribologischer Beanspruchung . . . . . . . . . 47812.4.3 Korrosion und thermische Beanspruchung . . . . . . . . . . . . 479

12.5 Korrosionsschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47912.5.1 Trennung von Metall und Korrosionsmittel

durch Schutzschichten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48012.5.2 Korrosionsschutz durch Werkstoffwahl

oder Eigenschaftsänderung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48212.5.3 Änderung der Reaktionsbedingungen . . . . . . . . . . . . . . . 485

Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 487

13 Überlegungen zur Materialauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48913.1 Materialauswahl über Anforderungslisten . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49113.2 Tabellen und Datenbanken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49313.3 Quantitative Materialauswahl – Optimierung mit Hilfe von

Blasen-Diagrammen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49513.4 Allgemeine Hinweise zur Materialauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . 499

14 Werkstoffprüfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50314.1 Aufgaben, Abgrenzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50314.2 Prüfung von Werkstoffkennwerten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50414.3 Mechanische Eigenschaften bei statischer Belastung . . . . . . . . . . . 505

14.3.1 Zugversuch für Metalle, DIN EN ISO 6892-1 (2017-02-00) . 50914.3.2 Zugversuch für Kunststoffe, EN ISO 527-1 . . . . . . . . . . . 51214.3.3 Wärmeformbeständigkeit DIN EN ISO 75-1,-2,-3 . . . . . . . 51514.3.4 Allgemeines Bruchverhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51614.3.5 Zeitfestigkeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 520

14.4 Dynamische Belastung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52114.4.1 Bauteilversagen bei dynamischer Belastung . . . . . . . . . . . 52214.4.2 Spannungszustände . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52314.4.3 Kerbschlagbiegeversuch (DIN EN ISO 148/11) . . . . . . . . . 52414.4.4 Kerbschlagarbeit-Temperatur-Kurve . . . . . . . . . . . . . . . . 525

14.5 Zyklische Belastung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52814.5.1 Allgemeines Verhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52814.5.2 Belastungsformen bei zyklischer Belastung . . . . . . . . . . . 53014.5.3 Dauerschwingversuche (DIN 50 100/78) . . . . . . . . . . . . . 532

http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_12http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_12http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_12http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_12http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_12http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_12http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_12http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_12http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_12http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_12http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_12http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_12http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_12http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_12http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_12http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_12http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_12http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_12http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_12http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_12http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_12http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_12http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_12http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_12http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_12http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_12http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_12http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_12http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_13http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_13http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_13http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_13http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_13http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_13http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_13http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_13http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_13http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_13http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14

XVIII Inhaltsverzeichnis

14.5.4 Dauerschwingfestigkeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53414.5.5 Dauerfestigkeitsschaubild für Zug-Druck-Beanspruchung

nach Smith . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53514.5.6 Dauerfestigkeit und Einflussgrößen . . . . . . . . . . . . . . . . 53614.5.7 Wöhlerversuche mit Kunststoffen . . . . . . . . . . . . . . . . . 536

14.6 Messung der Härte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53714.6.1 Härteprüfung nach Brinell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53814.6.2 Härteprüfung nach Vickers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54114.6.3 Härteprüfung nach Rockwell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54314.6.4 Vergleich der Härtewerte nach Brinell, Vickers und Rockwell 54414.6.5 Schlaghärteprüfung (Poldi-Hammer) . . . . . . . . . . . . . . . 54514.6.6 Härteprüfung nach Shore . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 546

14.7 Thermische Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54714.7.1 TGA (Thermo-Gravimetrie-Analyse) DIN EN ISO 11358 . . 54714.7.2 DSC (differential scanning calorimetry) . . . . . . . . . . . . . 54814.7.3 DMA (Dynamisch mechanische Analyse) . . . . . . . . . . . . 55214.7.4 Dauergebrauchstemperatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 554

14.8 Prüfung von Verarbeitungseigenschaften (technologische Versuche) . 55514.8.1 Biegeversuch (DIN EN ISO 7438/05) . . . . . . . . . . . . . . . 55514.8.2 Tiefungsversuch nach Erichsen (DIN EN ISO 20482/03) . . . 55614.8.3 Stirnabschreckversuch nach Jominy (DIN EN ISO 642/00) . 557

14.9 Untersuchung des Gefüges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55714.9.1 Mikroskopische Untersuchungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55714.9.2 Quantitative Gefügeanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55914.9.3 Makroskopische Untersuchungen . . . . . . . . . . . . . . . . . 560

14.10 Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung und Qualitätskontrolle . . . . . . . 56114.10.1 Eindringverfahren (Penetrierverfahren, DIN EN 571/97) . . . 56214.10.2 Magnetische Prüfungen (DIN EN ISO 9934/02) . . . . . . . . 56214.10.3 Wirbelstromprüfung (DIN EN ISO 15549/10) . . . . . . . . . . 56314.10.4 Ultraschallprüfung (DIN EN 583, Teil 1–6/97–08) . . . . . . . 56414.10.5 Röntgen-/Gammastrahlen-Prüfung (DIN EN 444/94) . . . . . 56614.10.6 Computertomographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 569

14.11 Überprüfung der chemischen Zusammensetzung . . . . . . . . . . . . . 56914.11.1 Funkenspektrometrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56914.11.2 Energiedispersive Röntgenanalyse (EDX)

im Rasterelektronenmikroskop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 570

Anhang A: Die systematische Bezeichnung der Werkstoffe . . . . . . . . . . . . . . 573A.1 Kennzeichnung der Stähle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 573

A.1.1 Bezeichnungssystem für Stähle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 573A.1.2 Aufbau des Kurznamens (DIN EN 10027-1/17) . . . . . . . . . 574A.1.3 Stähle für den Stahlbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 575

http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-19892-3_14

Inhaltsverzeichnis XIX

A.1.4 Stähle für Druckbehälter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 575A.1.5 Stähle für den Maschinenbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 576A.1.6 Flacherzeugnisse (kaltgewalzt) aus höherfesten Stählen

zum Kaltumformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 576A.1.7 Flacherzeugnisse (kaltgewalzt) aus weichen Stählen

zum Kaltumformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 576A.1.8 Nach der chemischen Zusammensetzung bezeichnete Stähle . 576

A.1.8.1 Unlegierte Stähle mit mittlerem Mn-Gehalt < 1% . 577A.1.8.2 Niedriglegierte Stähle (mittlerer Gehalt der LE

< 5%) ohne Zeichen, auch unlegierte Stählemit >1% Mn, und Automatenstähle . . . . . . . . . 577

A.1.8.3 Nichtrostende Stähle und andere legierteStähle (ausgenommen Schnellarbeitsstähle),sofern der mittlere Gehalt mindestens einesLegierungselementes � 5% ist . . . . . . . . . . . . . 577

A.1.8.4 Schnellarbeitsstähle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 578A.1.9 Nummernsystem (DIN EN 10027-2/15) . . . . . . . . . . . . . 579

A.2 Bezeichnung der Eisen-Guss-Werkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . 581A.3 Bezeichnung der NE-Metalle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 582

A.3.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 582A.3.2 Bezeichnung von Aluminium und -legierungen . . . . . . . . . 582A.3.3 Bezeichnung von Kupfer und -legierungen . . . . . . . . . . . . 584

A.4 Bezeichnung der Kunststoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 585

Sachverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 591

VorwortVorwort der 19. AuflageInhaltsverzeichnis

Date post:	20-Oct-2020
Category:	Documents
Upload:	others
View:	0 times
Download:	0 times

WerkstoffeundihreAnwendungen978-3-658-19892-3/1.pdfVorwortder19.Auflage „Der Weißbach“ ist seit...

Documents