Grundlagen
Werkstoffprüfung
Zugversuch
- Download: Übungsaufgaben mit Lösungen (PDF, 32kB).
- Download: Einstieg in den Zugversuch (Arbeitsblatt, PDF, 11kB).
- Mal eben eine Datenreihe und ein Diagramm für einen Zugversuch erstellen? Das Tabellenkalkulationsblatt Zugversuch errechnet Spannungs-Dehnungs-Wertepaare aus den Festigkeitswerten (E, Rp0,2, Re, Rm, A) eines Werkstoffes, und stellt sie als Diagramm dar. Es sind Werkstoffe mit und ohne ausgeprägter Streckgrenze möglich. Wenn man die Maße der Zugprobe eingibt, werden die Spannungs- Dehnungs- Wertepaare auch in Kraft- Verlängerungs- Wertepaare umgerechnet und dargestellt. In einem weiteren Blatt können gegebene Wertepaare auch ineinander umgerechnet werden.
Formate: StarOffice6.0, OpenOffice1.0 ( SXC, 76kB), MS-Excel97 ( XLS, 270kB).
- Download: Einfluss des Längenverhältnisses auf die Bruchdehnung (Folie, PDF, 7kB)
- interner Link: Abi-Aufgaben auch zum Thema Zugversuch (Leistungskurs Technik M in Baden-Württemberg)
- Link zur Uni Stuttgart, Institut für Materialprüfung, Werkstoffkunde und Festigkeitslehre: Werkstoffkunde-Praktikum. Hier finden Sie ein Vorlesungsskript zum Zugversuch ua. (08/2007)
Härteprüfung
- Download: Übungsaufgaben mit Lösungen (PDF) zur Härteprüfung aus den Abiturprüfungen 1986 bis 2002 (Leistungskurs Technik M, Berufliche Gymnasien in Baden-Württemberg).
- Download: Normannisches Härteprüfverfahren (Folie, PDF, 58kB), wie es von den französischen Populär-Historikern Uderzo und Goscinny überliefert wurde;-)
- Link: Roger Morgan: Ausgezeichneter Überblick über die Härteprüfverfahren. (02/2003)
- Link zur Uni Stuttgart, Institut für Materialprüfung, Werkstoffkunde und Festigkeitslehre: Werkstoffkunde-Praktikum. Hier finden Sie ein Vorlesungsskript zur Härteprüfung ua. (08/2007)
Werkstoffkunde
Stahlgewinnung
- Hier war mal ein Link zur Sendung mit der Maus - bis auch beim WDR an der Bildung gespart wurde. (01/2009)
Abkühlungskurven
- Die folgenden Blätter enthalten alle Angaben, um eine Abkühlungskurve im Unterricht von den Schüler aufnehmen zu lassen. Des weiteren werden benötigt: 0,5cm³ Naphthalin im Reagenzglas, Stativ für Reagenzglas, Brenner, Thermometer, Uhr und einige Schüler, die lesen und schreiben können.
- Folie: Beschreibung (PDF, 24kB): Arbeitsanweisung zur Aufnahme der Abkühlungskurve von Naphthalin und Beschreibung von Naphthalin als Folie.
- Folie: Abkühlungskurve (leer) (PDF, 8kB): leeres Formblatt für die Abkühlungskurve.
- Folie: Abkühlungskurve Naphthalin (PDF, 7kB): ausgefülltes Formblatt mit einer Abkühlungskurve.
- Folie: Beregnungsanlage (PDF, 81kB): Bild einer Beregnungsanlage für Obstplantagen gegen Nachtfröste (Zeitungsqualität).
- Kristallisationsenergie wird auch bei Handwärmern benutzt, die auch Latentwärmespeicher, Latentwärmekissen, Wärmekissen, Taschenwärmer, Thermobag, usw. heißen können. Wie funktionieren die Dinger eigentlich?
Zweistofflegierungen
- Download: Arbeitsblatt Zustandsschaubilder (PDF): Entwicklung von Zustandsschaubildern (Phasendiagrammen, Gleichgewichtsschaubildern) aus Abkühlungskurven und ausführliche Erklärung der Legierungstypen Kristallgemisch und Mischkristall.
- Download: Zustandsschaubilder, zB.AlSi, FeC, PbSn, CuNi, SnBi, AgCu, AuCu, BiCu ( OpenOffice3).
- Download: Abituraufgaben zu Zweistofflegierungen (PDF, 250kB, mit Lösungen) außer EKD aus den Abiturprüfungen (Leistungskurs Technik M, Berufliche Gymnasien in Baden-Württemberg).
- Download: Eigenschaften von CuNi-Legierungen (Folie, PDF, 6kB): Grafische Darstellung von Härte, Zugfestigkeit und elektrischem Widerstand abhängig vom Legierungsverhältnis.
- Download: Das Lied von der Glocke (PDF, 17kB): Friedrich Schiller über die Verarbeitung einer CuSn-Legierung.
- Download: Folie (PDF,11kB) bzw. Arbeitsblatt (PDF, 11kB) mit Übungen zum Gesetz der abgewandten Hebelarme im Eisen-Eisenkarbid-Diagramm. Diese Übungen dienen als Ableseübung aus Zustandsdiagrammen und zur Gewöhnung an die Begriffe im EKD, bevor sie detailliert besprochen werden.
- Externer Link: Auf der Seite Learnshop Thermodynamik und Thermophysik der RWTH Aachen finden Sie das sehr gute Skript "Phasendiagramme - Grundlagen und Interpretation" von Prof. L. Ratke, DLR Köln, Institut für Raumsimulation
- Das Verhalten der Bestandteile in Legierungen ist thermodynamisch begründet und kann auch für Vielstoffsysteme (binäre, ternäre, quarternäre, quinternäre.. Legierungen) berechnet werden.
Eigenschaften metallischer Werkstoffe
Austenit (kfz)
Ferrit (krz)
- Download: Folie mit den kfz, krz und hex Elementargittern in Kugel- und Gitterdarstellung (PDF, 320kB)
- Download: Schildkröttaktik (Folie, PDF, 181kB) demonstriert die Festigkeit kristalliner Strukturen in der Interpretation von Goscinny und Uderzo frei nach dem römischen Exerzierreglement;-)
- Link: Einführung in die Materialwissenschaft von Prof. Dr. Helmut Föll mit den Stichworten Allgemeines zu Kristallen und amorphen Festkörpern; Kristall = Gitter + Basis; Richtungen und Ebenen im Gitter; Die wichtigsten Gitter der Elementkristalle; Bravaisgitter und dichteste Kugelpackung; Weitere wichtige Kristalltypen. (01/2005)
- Link zu Wikipedia: kubisches Gitter (enthält schöne Darstellungen der Gittertypen, 10/2004)
- Link zur University of Cambridge, Department of Material Science & Metallurgy: Zahlreiche detaillierte Informationen zu Kristallstrukturen und Umwandlungen, z.B.: Crystallography of Iron: Information on the crystallography, electron and X-ray diffraction from austenite and ferrite, Structure of Cementite, Martensite (07/2007)
- Link zum Naval Research Laboratory, Material Science and Technology Division, Center for Computational Material Science: Daten, Bilder, drehbare 3D-Darstellungen zahlreicher Kristalle und weiterführende Links: Crystal Lattice Structures (Übersicht), z.B. Zementit, Korund, Diamant, Graphit, Kochsalz NaCl, Al2Cu, hexagonales Gitter, CuAu usw. (07/2007)
- Link zur Uni Stuttgart, Institut für Materialprüfung, Werkstoffkunde und Festigkeitslehre: Werkstoffkunde-Praktikum. Hier finden Sie ein Vorlesungsskript zur Metallographie mit zahlreichen Schliffbildern von Metallen. (08/2007)
Struktur von Zementit
Gezeichnet mit
Inventor
- Arbeitsblatt zu den Phasen in der Stahlecke: Eigenschaften von Austenit, Ferrit, Perlit, Zementit und Martensit (PDF) mit ausführlichen Erklärungen.
- Folie mit den Kristallen von Austenit, Ferrit und Zementit (PDF).
- Folie mit dem geometrischen Zusammenhang zwischen kfz (Austenit) und krz (Ferrit) (PDF).
- Ableseübungen zum Gesetz der abgewandten Hebelarme in der Stahlecke mit Lösungen als Arbeitsblatt (PDF) oder Folie (PDF).
- Wikipedia: Stahl, Ferrit, Perlit, Zementit, Martensit.
- Link zu John Dyson: Eine Beschreibung des EKD in Englisch: The Metallurgy Of Carbon Steel. (07/2007)
- Link zur Uni Stuttgart, Institut für Materialprüfung, Werkstoffkunde und Festigkeitslehre: Werkstoffkunde-Praktikum. Hier finden Sie ein Vorlesungsskript zum ZTU-Diagram, das auch kurz auf die Vorgänge beim Abkühlen von Stahl eingeht. (08/2007)
- Link: Damaszenerklingen - Wunder der Schwertschmidekunst druckt einen Artikel aus "Spektrum der Wissenschaft 10/2001" ab, in dem John D. Verhoeven beschreibt, wie er mit dem Schmied Alfred H. Pendray lernte, Damaszenerklingen aus Wootz-Barren herzustellen. Das Verfahren ist deutlich raffinierter als die Klingen durch vielfaches Falten herzustellen. (01/2009)
- Link: Informationen über Stahl für Metallografen von Dietmar Lober bietet eine Menge Informationen, Gefügebilder mit Erklärungen, Diagramme usw. aus der Sicht des Werkstoff-Labors. (02/2009, sehr gut)
- Test: Haben Sie die Vorgänge im Eisen-Kohlenstoff-Diagramm wirklich verstanden?
Dann klappen Sie doch mal das Tabellenbuch zu, und skizzieren Sie ein Eisen-Kohlenstoff-Diagramm aus dem Kopf.
Wenn es sein muss, ein paar Eckdaten: Reines Eisen schmilzt bei 1536°C; Ferrit max. 911°C; Austenit max. 2,06% Kohlenstoff; Eutektikum (Ledeburit): 1150°C und 4,3% Kohlenstoff; Eutektoid (Perlit): 723°C und 0,8% Kohlenstoff; Zementit: 6,67% Kohlenstoff.
Wärmebehandlung von Stahl
Werkstoffe im Einzelnen
Die Eigenschaften einzelner Werkstoffe sind nicht Bestandteil der Lehrpläne für meine Schüler. Ich liste hier nur interessehalber Links auf, die mir aufgefallen sind.
Übungsaufgaben
Möglichkeiten zum Üben findet man unter den Abi-Aufgaben.
Sonstiges
- Link: Lernsoftware für die Werkstofftechnik von Peter Dressel. (01/2009)
- Vorlesungsskripte und ähnliches
- Link: Hochschule für angewandte Wissenschaften Hamburg - Institut für Werkstoffkunde und Schweißtechnik - Vorlesungsskripte zur Werkstoffkunde von Dr. Horn
- Link: Die Scripte zu Werkstoffwissenschaften von Prof. Dr. D. Bangert vom Fachbereich Technische Betriebswirtschaft an der Fachhochschule Südwestfalen sind schülerfreundliche kurze Zusammenfassungen des Wesentlichen. (12/2003)
- D. Körber gibt auf seiner Seite Körbernet.de einen Überblick über die Werkstoffkunde, der die schulisch relevanten Themen abdeckt. (10/2004)
- Auf der Seite Metalltechnik von Sascha Marek findet man Beitäge zu Prüfverfahren (Zugversuch, Härteprüfung, Kerbschlagbiegeversuch, Dauerfestigkeitsversuch, Ultraschallprüfung, Magnetpulverprüfung), zu verschiedenen Werkstoffen (Gewinnung, Verarbeitung, Eigenschaften, Bezeichnungen und Produkte), zu Werkstoffeigenschaften und zur Kalkulation. Die Beiträge sind meist im Frage - Antwort - Spiel aufgebaut (z.T. mit Punktevergabe). Besonders hervorzuheben sind zahlreiche animierte Darstellungen. (04/2002, nicht erreichbar 08/2007))
- Informationen zu Werkstoffen aus der Sicht der Chemie findet man bei Thomas Seilnacht. Es handelt sich um eine der besten Webseiten, die ich kenne. (03/2003)
- Verbände bieten gelegentlich unfassende Informationen zu den Werkstoffen, oft aber auch nur hochauflösende Fotos von Vorständen und sonstige heiße Luft in der Variante für Bildschirme. Da kann man nur hoffen, dass sie keine Steuergelder verbraten...
- Linksammlungen: ChemLin (08/2005), ETH Zürich (08/2005)
- Auf der Seite der Brütsch/Rüegger AG, Urdorf (Schweiz), bietet unter Publikationen eine technische Schriftenreihe zum Download mit folgenden Themen: Verfahren zur Prüfung von Stahlrohren; Härtemessungen; Das Gefüge der Stähle; Herstellung des Gussgefüges; Beeinflussung des Gefüges durch Wärmebehandlungen; Beeinflussung des Gefüges durch Umformung; Korrosionsschutz von Stahl; Einteilung und Bezeichnungssystem der Stähle; Grundstähle; Unlegierte Qualitätsstähle; Legierte Qualitätsstähle; Unlegierte Edelstähle; Legierte Edelstähle. (11/2004)
- Enthone ist eine Fachfirma in der Galvanotechnik und entwickelt und produziert elektrochemische Verfahren für die Leiterplatten- und Elektronikfertigung. Sie bieten auch zahlreiche Fachveröffentlichungen zu Ihren Angeboten. (8/2007)
Vielen Dank für Korrekturhinweise und Aufgabensätze an
Semen Polinski
Literaturhinweise
Es sind nicht immer die neuesten Ausgaben aufgeführt.
Hans-Jürgen Bargel, Günter Schulze (Hrsg.): Werkstoffkunde
2005, 441 Seiten, Springer Verlag Berlin Heidelberg
Dieses Buch geht mehr auf die Werkstoffwissenschaft ein und ist für Lehrer und zukünftige Studenten entsprechender Fachrichtungen zu empfehlen.
Klein: Einführung in die DIN-Normen
14. Auflage 2008, 1086 Seiten, Teubner Beuth
Das umfangreichere Tabellenbuch für Lehrer, Studenten und Praktiker.
Emil Greven, Wolfgang Magin: Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung für technische Berufe
2004, 333 Seiten Handwerk und Technik, Hamburg
Ist an der GWS Lörrach für jeden Schüler vorhanden.
Weißbach, Wolfgang: Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung
1988, 348 Seiten, Vieweg Verlag
Domke, Wilhelm: Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung
1977, 401 Seiten, Verlag Girardet Essen
enthält zahlreiche Zustandsdiagramme
Dubbel: Taschenbuch für den Maschinenbau
1989 (29.Auflage), ca. 1400 Seiten, Springer Verlag
Das Kapitel Werkstofftechnik deckt die entsprechenden Lehrpläne in Baden-Württemberg gut ab (außer Zweistofflegierungen).
Ist in der Bibliothek der Gewerbeschule Lörrach vorhanden.
Hütte - Grundlagen der Ingenieurwissenschaften
2001 (20.Auflage), ca. 1600 Seiten, Springer Verlag
Ist in der Bibliothek der Gewerbeschule Lörrach vorhanden.
Paul A. Tipler: Physik
1995 (Amerikanische Ausgabe 1991), 1522 Seiten, Spektrum Akademischer Verlag
Bietet Grundlagen zur Festkörperphysik
Ist in der Bibliothek der Gewerbeschule Lörrach vorhanden
Ekbert Hering, Rolf Martin, Martin Stohrer:
Physik für Ingenieure
1992, 743 Seiten, VDI Verlag
Geht auch auf den Zugversuch und Zugfestigkeit ein
Friedrich Tabellenbuch Metall- und Maschinentechnik
1999, 472 Seiten, Ferd. Dümmlers Verlag Bonn, 1151 - 1165. Auflage
Europa Tabellenbuch Metall
1999, 383 Seiten, Verlag Europa-Lehrmittel, 41. Auflage
Die Sekundärbibel des TGlers !
Ist an der GWS Lörrach für jeden Schüler vorhanden.
Stam Tabellenbuch für Metallberufe
1996, 351 Seiten, Stam Verlag, 1. Auflage
Westermann Tabellen Metalltechnik
1999, 387 Seiten, Westermann Schulbuchverlag, 5. Auflage
Dr. Ad. Fenchel: Metallkunde
Ein Lehr- und Handbuch für Fabrikanten, Werkmeister und Gewerbetreibende der gesamten Metallindustrie
1911, 236 Seiten, Verlag Boysen & Maasch, Hamburg
Das Buch spiegelt den Stand der Forschung vor 1910 wider. Interessant sind vor allem rund 60 Zustandsdiagramme von Zweistofflegierungen.
