Deutsch
Menü

Nichteisenmetalle und -legierungen

Serien und Zustandsbezeichnungen von Aluminiumlegierungen, GP-Zonen und Überalterung, plattiertes Blech, Al-Li-Legierungen, zähgepoltes Kupfer und Kupfer-Federlegierungen, Bezeichnung und Korrosionsbeständigkeit von Magnesiumlegierungen, Gefüge von Titanlegierungen sowie die Nickelbasislegierung 718 mit Multiple-Choice-Fragen prüfen.

10 Fragen übenZufällige Fragen aus diesem Thema · etwa 5 Minuten Dieses Thema übenAlle Fragen dieses Themas in zufälliger Reihenfolge SchwachstellenNur die zuletzt falsch beantworteten Fragen wiederholen

Nichteisenmetalle und -legierungen: das Wichtigste

Im Mittelpunkt der Nichteisenmetalle stehen die Aluminiumlegierungen: Bei Knetlegierungen gibt die Tausenderstelle der vierstelligen Nummer das Hauptlegierungselement an, und Zustandsbezeichnungen wie O, H und T kennzeichnen den Umform- und Wärmebehandlungszustand. Die Legierungen der 2000er-, 6000er- und 7000er-Serie werden durch Lösungsglühen und Auslagern verfestigt, über eine Ausscheidung, die von GP-Zonen über Zwischenphasen zur Gleichgewichtsphase fortschreitet; überalterte Zustände dienen dazu, das Verhältnis von Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit zu verschieben. Um die geringe Dichte zu nutzen, sollte man mit spezifischer Festigkeit, spezifischer Steifigkeit oder einer zur Bauteilform passenden Kenngröße vergleichen.

Kupfer hat eine hohe elektrische Leitfähigkeit; sauerstoffhaltiges zähgepoltes Kupfer und sauerstofffreies Kupfer werden je nach Anwendung gewählt, und für Federn verwendet man Phosphorbronze, die durch Mischkristallverfestigung und Kaltverfestigung fest wird, oder ausscheidungshärtendes Berylliumkupfer. Magnesiumlegierungen, die leichtesten Konstruktionsmetalle, erfordern Aufmerksamkeit gegenüber der Korrosion durch Lokalelemente, die von Verunreinigungen gebildet werden. Bei Titanlegierungen stellt man das Gefüge über Umform- und Abkühlbedingungen gezielt ein, und Nickelbasislegierungen behalten durch Ausscheidung von γ' und γ'' ihre Festigkeit bis zu hohen Temperaturen.

Alle Fragen zum Thema „Nichteisenmetalle und -legierungen“ (15)
  1. Welche Zuordnung der Tausenderstelle der vierstelligen Legierungsnummer von Aluminium-Knetlegierungen zum Hauptlegierungselement ist richtig?
  2. Wofür steht im ASTM-Bezeichnungssystem für Magnesiumlegierungen die für Druckguss weit verbreitete Legierung „AZ91“?
  3. Wofür steht unter den Zustandsbezeichnungen von Aluminiumlegierungen „H34“, das etwa für die Legierung 5052 verwendet wird?
  4. Warum wird Aluminium für Freileitungen verwendet? Verglichen werden die Massen von Leitern gleicher Länge und gleichen elektrischen Widerstands. Mit einer Leitfähigkeit von 61 % IACS für Aluminium und 100 % IACS für Kupfer sowie Dichten von 2,70 g/cm³ für Aluminium und 8,96 g/cm³ für Kupfer: Das Wievielfache der Masse des Kupferleiters beträgt etwa die Masse des Aluminiumleiters?
  5. Bei Blechen aus Legierungen wie 2024 für Flugzeugaußenhäute wird plattiertes Blech (Alclad) verwendet, auf dessen beide Seiten dünne Schichten aus Reinaluminium oder einer Al-Zn-Legierung aufgewalzt sind. Was ist die Hauptaufgabe dieser Schichten?
  6. Wird eine Al-Cu-Legierung lösungsgeglüht, abgeschreckt und ausgelagert, ändern sich die Ausscheidungen etwa in der Folge GP-Zonen → θ'' → θ' → θ (Al₂Cu). Welche Aussage über GP-Zonen ist richtig?
  7. Für Grobbleche und Schmiedeteile aus der Legierung 7075 wird statt T6, das die höchste Festigkeit ergibt, mitunter der überalterte Zustand T73 gewählt. Was ist der Hauptgrund?
  8. Angenommen, Lithium senkt in Aluminium die Dichte um etwa 3 % und erhöht den Elastizitätsmodul um etwa 6 % je Massen-% Li. Das Wievielfache der spezifischen Steifigkeit (Elastizitätsmodul/Dichte) von Reinaluminium beträgt etwa die einer Al-Li-Legierung mit 2,0 Massen-% Li? Die Änderungen seien proportional zur zugesetzten Menge.
  9. Zähgepoltes Kupfer (Kupfer mit etwa 0,02 bis 0,05 % Sauerstoff, überwiegend als Cu₂O verteilt) kann verspröden, wenn es in reduzierender, wasserstoffhaltiger Atmosphäre erwärmt, gasgeschweißt oder hartgelötet wird. Welche Angabe zu Ursache und Abhilfe ist richtig?
  10. Welche Zuordnung der Verfestigungsmechanismen von Phosphorbronze und Berylliumkupfer, zwei Kupferlegierungen für Federn und Steckverbinder, ist richtig?
  11. Die Korrosionsbeständigkeit von Magnesiumlegierungen hängt stark vom Gehalt an den Verunreinigungen Fe, Ni und Cu ab, und bei hochreinen Legierungen wie AZ91D sind die Obergrenzen für Fe und Ni mit etwa 0,005 % oder weniger sehr niedrig festgelegt. Was ist der richtige Grund?
  12. Eine ebene Platte, deren Dicke auf eine vorgegebene Biegesteifigkeit ausgelegt ist, wird von einer Aluminiumlegierung (Elastizitätsmodul 70 GPa, Dichte 2,70 g/cm³) auf eine Magnesiumlegierung (Elastizitätsmodul 45 GPa, Dichte 1,74 g/cm³) umgestellt. Bei gleicher Plattenfläche und einer Biegesteifigkeit proportional zu E × (Dicke)³: Das Wievielfache der Masse der Aluminiumplatte beträgt etwa die Masse der Magnesiumplatte?
  13. In (α+β)-Titanlegierungen wie Ti-6Al-4V ergibt das Abkühlen von oberhalb des β-Transus ein lamellares Gefüge aus Kolonien plattenförmiger α-Phase, während Umformen unterhalb des β-Transus mit anschließendem Glühen ein Gefüge mit globularer α-Phase ergibt. Welche Aussage über den Unterschied der Eigenschaften dieser beiden Gefüge ist richtig?
  14. Bei der Auslegung von α- und (α+β)-Titanlegierungen fasst man die Wirkung der α-stabilisierenden Elemente im Aluminiumäquivalent [Al]eq = [Al] + [Sn]/3 + [Zr]/6 + 10[O] (Massen-%) zusammen, mit der Richtlinie, etwa 9 nicht zu überschreiten. Welcher Wert liegt [Al]eq für eine Legierung Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo mit 0,10 Massen-% Sauerstoff am nächsten?
  15. Die Nickelbasislegierung 718 (eine Ni-Cr-Fe-Legierung mit etwa 5 % Nb) wird weithin für Scheiben von Strahltriebwerken und ähnliche Teile verwendet. Welche Aussage über ihre Verfestigung und ihre Merkmale ist richtig?

Weitere Themen im Bereich Werkstoffklassen