Lehrbuch Der Metallkunde Des Eisens Und Der Nichteisenmetalle

ISBN-13: 9783642903427 / Niemiecki / Miękka / 1929 / 464 str.

Franz Sauerwald

Opis

Dieser Buchtitel ist Teil des Digitalisierungsprojekts Springer Book Archives mit Publikationen, die seit den Anfangen des Verlags von 1842 erschienen sind. Der Verlag stellt mit diesem Archiv Quellen fur die historische wie auch die disziplingeschichtliche Forschung zur Verfugung, die jeweils im historischen Kontext betrachtet werden mussen. Dieser Titel erschien in der Zeit vor 1945 und wird daher in seiner zeittypischen politisch-ideologischen Ausrichtung vom Verlag nicht beworben."

Spis treści

Gegenstand und Methodik der Metallkunde.- Erster Teil. Allgemeine Metallkunde..- A. Der metallische Zustand, unabhängig von Legierungsbildung.- I. Das allgemeine Zustandsdiagramm für Einstoffsysteme. Polymorphismus.- II. Fluide Aggregatzustände.- a) Die Metalle im gasförmigen Zustand (Molgewicht, Gleichgewicht mit kondensierten Phasen).- b) Die Metalle im flüssigen Zustand (Dichte, Oberflächenspannung, innere Reibung, elektrisches Leitvermögen, Konstitution).- III. Kristallisierte Aggregatzustände.- a) Die Entstehung kristallisierter Metallkörper.- 1. Der Übergang der Metalle vom flüssigen in den kristallisierten Zustand.- ?) Die Entstehung von Kristallhaufwerken (Anisotropie, Quasiisotropie, Kernzahl, Kristallisationsgeschwindigkeit, Orthotropie, Dendriten).- ?) Die Entstehimg von Einkristallen aus der Schmelze.- 2. Änderung der Eigenschaften beim Übergang vom flüssigen in den festen Aggregatzustand (Volumen, elektrische Leitfähigkeit, optische Eigenschaften, Gleichgewichtsfunktionen).- 3. Weitere Möglichkeiten der Entstehung fester Metallkörper.- ?) Kondensation von Gasen.- ?) Synthetische Metallkörper (Reduktion von Metalloxyden. Pressen von Metallpulvern).- ?) Herstellung fester Körper durch Elektrolyse.- 4. Änderung der Unterteilung in polykristallinen Metallkörpern (Umwandlungen, Glühen synthetischer und elektrolytischer Metallkörper, Bearbeitung und Glühen).- b) Der Kristallbau der Metalle. Röntgenographie.- 1. Kristallbau und Raumgitter.- 2. Röntgenstrahlen und ihre Erzeugung.- 3. Die Interferenz der Röntgenstrahlen.- 4. Die Methoden der röntgenographischen Raumgitterbestimmung.- ?) Experimentelle Möglichkeiten und Anordnungen (Laue-, Drehkristall-, Debye-Scherer-Verfahren).- ?) Auswertung aus geometrischen und Intensitätsverhältnissen (Quadratische Form, Bedingtheit der Intensitäten) 34 ?) Beispiel der Auswertung einer Debye-Aufnahme eines regulären Raumgitters.- 5. Ergebnisse der Raumgitterbestimmung an reinen Metallen.- 6. Die Bestimmung der Orientierung von Kristallen.- ?) Röntgenmethoden.- 1. Einkristalle.- 2. Ausgezeichnete Orientierungen in Haufwerken (einfache, mehrfache, beschränkte Faserstruktur).- ?) Weitere Methoden zur Bestimmung der Orientierung von Kristalliten.- 7. Korngrößenbestimmungen.- ?) mittels Röntgenstrahlen.- ?) mit dem Mikroskop.- c) Die physikalischen Eigenschaften des metallischen Festkörpers und Weiteres zu seiner Konstitution (Gitterkräfte, Kompressibilität, Elektronen, elektrische und Wärmeleitfähigkeit, Thermoelektrizität, Kinetik, spezifische Wärme, Ausdehnung).- d) Die mechanischen Eigenschaften des metallischen Festkörpers.- 1. Allgemeine Übersicht (Elastizität, Hookesches Gesetz, Plastizität, Gleitebenen, allgemeine natürliche Festigkeitsbegriffe, konventionelle Festigkeitsbegriffe).- 2. Die Begriffsfestsetzungen der konventionellen mechanischen Materialprüfung.- ?) Statische Beanspruchungen.- 1. Der Zugversuch.- 2. Der Stauchversuch.- 3. Der Biegeversuch.- 4. Der Torsions versuch.- 5. Die Härteprüfung.- ?) Dynamische Beanspruchungen.- 1. Der Schlagbiegeversuche (Kerbschlagversuch).- 2. Der Schlagzerreißversuch.- 3. Der dynamische Stauchversuch.- 4. Die Schlaghärte.- 3. Die experimentellen Hilfsmittel der mechanischen Materialprüfung.- Zerreißmaschinen, Universalmaschinen.- Vorrichtungen zur Krafterzeugung und -übertragung.- Vorrichtungen zur Kraftmessung.- Vorrichtungen zur Messung der Formänderungen.- Spezielle Prüfmaschinen, u. a. Härteprüfmaschinen, Kerbschlaghämmer.- Die Eichung der Maschinen.- 4. Rationelle Festsetzung und Diskussion der Festigkeitsbegriffe der Materialprüfung.- ?) Zusammenhang der konventionellen und natürlichen Festigkeitsbegriffe.- ?) Einführung der wahren Spannungen zur Analyse des Zugund Stauchversuches.- ?) Analyse der Härte.- ?) Analyse des Kerbschlag Versuches.- 5. Allgemeine physikalische Analyse der mechanischen Eigenschaften.- ?) Die Kohäsion und Bruchgefahr des nichtplastischen Körpers.- ?) Formänderungswiderstand und Kristallstruktur in quasiisotropen Körpern.- 1. Härte und Kristallstruktur.- 2. Die Plastizitätsbedingung.- ?) Die Verformung der Einzelkristalle.- ?) Die Verformung polykristalliner Körper und der Einfluß der Korngrenzen, Fließfiguren.- ?) Die Verfestigung.- 1. Unmittelbare gittergeometrische Deutung.- 2. Mit der Verfestigung verbundene Änderungen der physikalischen Eigenschaften verformter Metalle.- ?) Die inneren, insbesondere die Heynschen Spannungen.- ?) Die Vorgänge beim Anlassen verfestigter Metalle auf höhere Temperaturen (Rekristallisation, Kristallerholung).- ?) Vollständige Theorie von Verfestigung und Rekristallisation (Kinetische Theorie).- ?) Die Abhängigkeit der mechanischen Eigenschaften und Ver-formungsvorgänge bei Metallen von der Temperatur (Kalt- und Warmverformung).- 6. Komplexe Festigkeitseigenschaften.- ?) Dauerfestigkeit.- 1. Die elastische Nachwirkung und Hysteresis.- 2. Dauerfestigkeit bei Wechselbeanspruchung.- 3. Dauerstandfestigkeit, insbesondere bei höheren Temperaturen.- ?) Der Widerstand der Metalle gegen Abnutzung.- B. Mehrstoffsysteme mit Metallen.- I. Zustandsdiagramme, Kristallbau und Eigenschaften von Mehrstoffsystemen, insbesondere von Legierungen.- a) Zustandsdiagramme und Kristallisationsvorgänge.- 1. Vorbereitende Gesetzmäßigkeiten zur Gleichgewichtslehre (Phasengesetz).- 2. Das Zustandekommen von Zustandsdiagrammen, die einfachen binären Diagramme mit und ohne Phasenänderungen der Komponenten bei Löslichkeit, Unlöslichkeit, teilweiser Löslichkeit, Einfluß des Druckes.- 3. Ableitung der Gleichgewichtsgefüge von Zweistoff systemen im festen Zustand aus den Zustandsdiagrammen (Eutektikum, Mischkristalle, Eutektoid, Peritektikum, Realdiagramme).- 4. Quantitative Beziehungen in Zweistoffsystemen.- 5. Der Einfluß von Geschwindigkeitsfaktoren bei der Einstellung von Zuständen (Aussagen von Zustandsdiagrammen über Nichtgleichgewichtszustände).- ?) Metastabile Kristallarten (Al-Zn-, Zn-Sb-, Al-Sb-Legie-rungen, Hinweis auf Ee-C-Legierungen).- ?) Metastabile Konzentrationseinstellungen (Kristallseigerung, Blockseigerung, umgekehrte Blockseigerung).- ?) Metastabile Kristallitengroßen.- 6. Spezifische Geschwindigkeitsgrößen bei Phasenumwandlungen in Mehrstoffsystemen (Kristallisationsgeschwindigkeit, Kernzahl, Reaktionsgeschwindigkeit, Diffusionsgeschwindigkeit).- 7. Dreistoffsysteme:.- ?) Graphische Darstellung der Zusammensetzung.- ?) Gleichgewichte ohne Umwandlungen der Komponenten.- ?) Gleichgewichte bzw. Zustandsänderungen, welche mit solchen der reinen Komponenten zusammenhängen.- ?) Graphische Darstellung von Dreistoff systemen nach Hommel.- 8. Vierstoffsysteme:.- ?) Darstellung der ausgezeichneten Konzentrationen im Tetraeder.- ?) Darstellung nach Hommel.- b) Die experimentelle Gewinnung von Zustandsdiagrammen.- 1. Allgemeine Methoden (Messung der Änderung der physikalischen Eigenschaften, insbesondere des Wärmeinhaltes, Abkühlungskurven [Thermoelemente], Dilatometer).- 2. Spezielle Methoden, Abschreckmethode (optische Pyrometrie). Die chemische und physikalische Rückstandsanalyse.- 3. Hilfsmittel für die Erzeugung hoher Temperaturen.- 4. Metallmikroskopie (Mikroskope, Schliffherstellung und -Ätzung).- c) Die Untersuchung von Mehrstoffsystemen mit Röntgenstrahlen: Das Raumgitter homogener Phasen aus mehreren Komponenten.- d) Die Abhängigkeit der Phasen und der Raumgittergestaltung in Legierungen vom Kristallbau der Komponenten.- e) Die Möglichkeiten der Herstellung fester Metallkörper aus mehreren Komponenten.- f) Die physikalischen und mechanischen Eigenschaften der Legierungen und weitere Folgerungen daraus für ihre Konstitution.- 1. Die Eigenschaften der flüssigen Legierungen (Dichte, Oberflächenspannung, innere Reibung, elektrische Leitfähigkeit) Schlüsse auf die Konstitution der flüssigen Legierungen.- 2. Die Eigenschaften der festen Metallegierungen.- ?) Die heterogenen Legierungen.- ?) Die homogenen Legierungen.- II. Systeme mit Nichtmetallen.- a) Darstellung der empirischen Feststellungen (Zustandsdiagramme physikalischer Art, Gasgleichgewichte, homogene Gleichgewichte in Schmelzen).- b) Quantitative Behandlung der Gleichgewichte mit Nichtmetallen, Affinität.- c) Geschwindigkeitsfaktoren bei Systemen mit Nichtmetallen.- 1. Einwirkung von Gasen.- 2. Einwirkung flüssiger Agentien. Überspannung, Passivität.- d) Das chemische Verhalten der Legierungen.- 1. Heterogene Legierungen.- 2. Homogene Legierungen. Resistenzgrenzen.- e) Die technische Korrosion und ihre Bekämpfung.- 1. Übersicht über die technischen Korrosionserscheinungen.- 2. Die Wege zur Bekämpfung der Korrosion.- C. Allgemeine Ergänzungen zu den technischen Verarbeitungsprozessen.- I. Das Gießen.- a) Allgemeine Verfahren.- 1. Chemismus der Metallschmelzen (Desoxydation).- 2. Der Gieß Vorgang (Innere Reibung und Oberflächenspannung der flüssigen Metalle, Formfüllfähigkeit).- 3. Der ErstarrungsVorgang (Kernzahl, Kristallisationsgeschwindigkeit, Seigerung, Möglichkeit des Einflusses des Molekularzustandes der flüssigen Schmelze auf die Kristallisation, Volumengestaltung, Spannungen, Schwindung, Lunkerbildung, Porosität).- b) Spezielle Gießverfahren (Spritzguß, Schleuderguß).- II. Wärmebehandlung im festen Zustand.- Möglichkeiten derselben, chemische Nachbehandlung, Spannungen.- III. Die Formgebung im festen Zustand.- a) Spanlose Verformung (Warm- und Kaltverformung, Schmieden, Pressen, Stanzen, Walzen, Ziehen).- 1. Verhalten der Kristallindividuen bei den technischen Verformungen. Spezielle Faserstrukturen.- 2. Empirische Erfassung des Materialflusses.- 3. Rechnungsmäßige Erfassung der SpannungsVerteilung und des Materialflusses. Arbeitsbedarf.- 4. Bearbeitbarkeit.- b) Die stoffabhebende Bearbeitung von Metallen. Spanbildung, Be-arbeitbarkeit.- IV. Stoffverbindung und Trennung auf metallurgischer Basis (Schrumpfen).- 1. Preßschweißen.- 2. Schmelzschweißen.- 3. Löten (autogenes Schneiden).- V. Die Oberflächenbehandlung der Metalle und Legierungen.- VI. Die Auswertung von Betriebsergebnissen. Großzahlforschung.- Zweiter Teil. Spezielle Metallkunde. Vorbemerkung über Qualitätszahlen und kleine Beimengungen.- A. Eisen und Stahl.- I. Das reine Eisen.- II. Die Eisenkohlenstofflegierungen und ihre Konstitution.- a) Das Zustandsdiagramm.- b) Das Gleichgewichtsgefüge einschl. Fe3C.- c) Die Konstitution und die Eigenschaften der im Gleichgewicht auftretenden homogenen kohlenstoffhaltigen Phasen, einschl. Fe3C (insbes. Röntgenographie).- d) Die wichtigsten Beimengungen der techn. Eisenkohlenstofflegierungen.- 1. System Fe-Mn-C.- 2. System Fe-Si-C.- 3. System Fe-P-C.- 4. System Fe-S-C.- 5. System Fe-02.- III. Das Gußeisen.- a) Der Grauguß.- 1. Klassifizierung, Gefüge, Eigenschaften und ihre Prüfung.- 2. Gießvorgang (Schwindung), Wärmebehandlung, das Wachsen des Gußeisens.- 3. Die Veredelung des Graugusses.- 4. Der Schleuderguß.- b) Der Hartguß.- c) Der Temperguß und das Glühfrischen.- IV. Die schmiedbaren Eisen-Kohlenstofflegierungen.- a) Gefüge und Eigenschaften.- 1. Abhängigkeit von der Zusammensetzung und den Umwandlungen.- 2. Besondere mechanische Eigenschaften.- ?) Empirische Feststellungen.- Die natürliche Fließgrenze des Stahles. — Das Altern des Stahles nach Kaltbearbeitung.— Die Temperaturabhängigkeit der Festigkeitseigenschaften im ?-Gebiet und die Blaubrüchigkeit des Stahles. Die Kaltsprödigkeit des Stahles.- ?) Zur Deutung der Besonderheiten im mechanischen Verhalten des Stahles.- 3. Abhängigkeit der mechanischen Eigenschaften von nichtmetallischen Beimengungen.- b) Die Verarbeitung der schmiedbaren Eisenkohlenstofflegierungen.- 1. Das Gießen des Stahles.- ?) Seigerungen im gegossenen Stahl.- ?) Der Stahlformguß und seine Wärmebehandlung.- 2. Die Weiterverarbeitung des Stahles auf mechanischem Wege.- ?) Die Warmverformung des Stahles.- 1. Materialfluß, Zeilenstruktur, Rotbruch, Schwarzbruch..- 2. Die Glühbehandlung des warmverformten Stahles.- ?) Die Kaltverformung und Rekristallisation des Stahles.- ?) Das Härten und Anlassen des Stahles.- Grundlegende empirische Feststellungen und Theorie.- 1. Der Abschreckvorgang (Physikalische, mechanische Eigenschaften und Feinstruktur).- 2. Die Anlaßvorgänge (Physikalische, mechanische Eigenschaften und Feinstruktur).- 3. Die Gefügebilder gehärteter und angelassener Stähle.- Die Technologie des Härtens und Anlassens reiner Kohlenstoffstähle.- 1. Baustähle und Werkzeugstähle.- 2. Die Wärmebehandlung von Stahldraht.- c) Beispiele für Eisenkohlenstoff stähle als Sondermaterial.- V. Die legierten Stähle.- a) Übersicht über die Zusammensetzung, Verwendung und Verarbeitung.- (Baustähle, Werkzeugstähle, Stähle zur besonderen Verwendung, Technologische Eigenschaften.).- b) Die Manganstähle.- c) Die Nickelstähle.- d) Die Chromstähle.- e) Die Wolframstähle.- f) Die Siliziumstähle.- g) Die Chromnickelstähle (nebst Besprechung der Anlaßsprödigkeit).- h) Die Schnelldrehstähle.- i) Weitere legierte Stähle (Molybdän-, Vanadin-, Titan-, Kobalt-, Borstähle.- VI. Die Schneidmetalle.- VII. Die Oberflächenbehandlung von Stahl.- a) Das Zementieren.- b) Die Nitrierhärtung.- c) Der Korrosionsschutz des Eisens durch Oberflächenbehandlung mit Metallüberzügen. Verzinken, Verbleien, Verzinnen, Alitieren.- VIII. Der Ferromagnetismus.- a) Definitionen.- b) Grundgedanken zur Theorie des Magnetismus.- c) Magnetische Messungen.- d) Die magnetischen Materialien.- B. Die Nichteisenmetalle.- I. Technisch reine Metalle.- a) Das Kupfer.- 1. Die Hauptbeimengungen und die Eigenschaften.- ?) Kupfer-Sauerstoff.- ?) Kupfer-Phosphor.- ?) Kupfer-Schwefel.- ?) Kupfer-Wismut.- ?) Kupfer-Arsen.- ?) Kupfer-Blei.- 2. Die Eigenschaften und die Verarbeitung.- b) Das Aluminium.- c) Das Nickel.- d) Das Zink.- e) Das Wolfram.- II. Die Legierungen der Nichteisenmetalle.- a) Die Kupfer-Zinklegierungen.- 1. Zustandsdiagramm, Kristallstruktur, Eigenschaften in Abhängigkeit von Zusammensetzung und Temperatur.- 2. Technische Verwendung und Verarbeitung (Gießen, Warm- und Kaltverformung, Glühbehandlung, innere Spannungen.).- 3. Sondermessinge.- b) Die Kupfer-Zinnlegierungen.- 1. Zustandsdiagramm, Kristallstruktur, Eigenschaften.- 2. Technische Verwendung und Verarbeitung.- c) Die Kupferaluminiumlegierungen.- d) Die Kupfernickellegierungen.- e) Die Edelmetalle und Edelmetallegierungen.- f) Die Spritzgußlegierungen.- g) Die Lagermetalle.- h) Die Lote.- i) Die Amalgame.- k) Ergänzung über Legierungen zu besonderer Verwendung.- l) Aluminiumgußlegierungen.- m) Magnesiumlegierungen.- n) Die verformbaren und durch Altern vergütbaren Legierungen, insbesondere Leichtmetalle ..- 1. Die bei Raumtemperatur vergütbaren Leichtmetallegierungen (Duralumin, Skleron).- 2. Die warmvergütbaren Leichtmetallegierungen (Lautal, Aludur, Aldrey) ..- 3. Weitere durch Altern vergütbare Legierungen.- 4. Die Theorie der Vergütung durch Alterung.