Grundlagen der Werkstoffkunde: Eigenschaften und Prüfverfahren

Bisherige Konzepte

• Aufwand: Kraftaufwand pro Einheit.
• Dehnung: Verformung eines Materials unter Einwirkung einer äußeren Kraft.
• Querschnittsverringerung: Reduktion der Querschnittsfläche.

Allgemeine Eigenschaften

• Undurchdringlichkeit: Das von einem Körper eingenommene Volumen kann nicht gleichzeitig von einem anderen Körper eingenommen werden.
• Teilbarkeit: Körper können in kleinere Teile zerlegt werden.
• Porosität: Vorhandensein von Poren.
• Kompressibilität: Eigenschaft, bei der das Volumen eines Körpers durch Druck verringert wird.
• Affinität: Kraft, sich mit anderen Stoffen zu verbinden.
• Adhäsion: Anziehungskraft zwischen Körpern, deren Oberflächen sich berühren.
• Löslichkeit: Fähigkeit, sich in einer Flüssigkeit zu lösen und zu verteilen.
• Spezifisches Gewicht: Verhältnis von Körpergewicht zu einem definierten Volumen.

Mechanische Eigenschaften

• Festigkeit: Fähigkeit eines Materials, Verformungen zu widerstehen.
• Zähigkeit: Fähigkeit, sich ohne Bruch zu verformen.
• Härte: Widerstand gegen das Eindringen eines härteren Körpers.
• Resilienz: Widerstand eines Metalls gegen schlagartige Beanspruchung.

Technologische Eigenschaften

• Verformbarkeit: Fähigkeit eines Metalls, eine bestimmte Form anzunehmen.
• Duktilität: Fähigkeit, zu Draht gezogen zu werden.
• Bearbeitbarkeit: Überwindung des molekularen Zusammenhalts durch Krafteinwirkung.
• Lötbarkeit: Fähigkeit, Teile durch stoffschlüssiges Verbinden zu fügen.
• Härtbarkeit: Veränderung der Härte durch Gefügeumwandlung.
• Schmelzbarkeit: Fähigkeit, in den flüssigen Zustand überzugehen.

Thermische Eigenschaften

• Schmelz- und Verdampfungswärme: Wärmeenergie, die für den Phasenübergang (Schmelzen oder Verdampfen) benötigt wird.

Werkstoffprüfung

Zerstörende Prüfung

• Statisch: Zugfestigkeit, Druckfestigkeit, Scher-, Biege-, Torsions- und Ziehversuche.
• Dynamisch: Schlagfestigkeit, Elastizität.
• Zusätzliche Tests: Härte- und Verschleißprüfung (z. B. Brinell).
• Härteprüfung: Rockwell, Vickers, Shore.
• Umformversuche: Kalt- und Warmbiegen, Stanzen, Flachdrücken, Ziehen.
• Chemische Untersuchungen: Quantitative und qualitative Bestimmung.

Zerstörungsfreie Prüfung

Erkennung von Fehlern ohne Beeinträchtigung der Funktion, zum Beispiel durch:

• Eindringverfahren
• Magnetpulverprüfung
• Ultraschallprüfung
• Röntgenprüfung

Kristalline Materialien

• Kristallstruktur: Geometrische Anordnung der Atome.
• Gitter: Dreidimensionale Anordnung von Punkten mit identischer Nachbarschaft.
• Elementarzelle: Kleinste Gruppe von Atomen, die die kristalline Struktur repräsentiert.
• Koordinationszahl: Anzahl der Atome, die ein Teilchen direkt berühren.
• Gitterparameter: Kantenlängen der Elementarzelle.