Werkstoffkunde I

Ziel der Vorlesung ist es, ein grundlegendes Verständnis für die Zusammenhänge zwischen atomarem Aufbau, Mikrostruktur und Werkstoffkennwerten zu erarbeiten. Im ersten Schritt werden hierzu die Bindungsmechanismen, der kristalline Aufbau ausgewählter Metalle sowie Gitterstörungen und Diffusionsmechanismen vorgestellt. Hierauf aufbauend werden die Werkstoffverfestigung, die Wärmebehandlung der Stähle, Effekte bei der Erstarrung von Gusswerkstoffen und die zugehörigen Prüfverfahren vertieft behandelt. Durch das Verständnis der Vorgänge auf der Mikrostrukturebene werden so die Grundlagen für die Beurteilung von Werkstoffeigenschaften und den daraus resultierenden Verwendungsmöglichkeiten gelegt.  

Im Rahmen der Vorlesungsveranstaltung werden die Grundlagen der Werkstoffkunde vermittelt. Auf Basis der gewonnenen Kenntnisse können die Studierenden aktuelle werkstofftechnische sowie anwendungsorientierte Fragestellungen beantworten. 

Nach erfolgreicher Teilnahme am Modul sind die Studierenden in der Lage,

• eine Unterteilung der technischen Werkstoffe vorzunehmen,
• den Strukturaufbau fester Stoffe darzustellen,
• aufgrund der Kenntnis von grundlegenden physikalischen, chemischen und mechanischen Eigenschaften unterschiedlicher metallischer Werkstoffe eine anwendungsbezogene Werkstoffauswahl zu treffen,
• Zustandsdiagramme verschiedener Stoffsystemen zu lesen und zu interpretieren,
• die Prozessroute der Stahlherstellung und ihre Einzelprozesse detailliert zu erläutern,
• den Einfluss ausgewählter Elemente auf die mechanischen sowie technologischen Materialeigenschaften bei der Legierungsbildung zu beschreiben,
• eine Wärmebehandlungsstrategie zur Einstellung gewünschter Materialeigenschaften von Stahlwerkstoffen zu gestalten,
• unterschiedliche mechanische sowie zerstörungsfreie Prüfverfahren zu erläutern und Prüfergebnisse zu interpretieren,
• Gießverfahren metallischer Legierungen sowie grundlegende Gestaltungsrichtlinien zu erläutern,
• Korrosionserscheinungen dem entsprechenden Mechanismus zuzuordnen und Lösungswege zur Vermeidung bzw. Minimierung von korrosivem Angriff zu erarbeiten.

• Einteilung der Werkstoffe
• Struktureller Aufbau und Bindungsarten der festen Stoffe
• Elementarzellen und Gitterstrukturen metallischer Werkstoffe
• Gitterstörungen und Diffusion
• Mechanische Eigenschaften
• Phasen- und Konstitutionslehre
• Mechanische sowie zerstörungsfreie Prüfung metallischer Werkstoffe
• Stahlherstellung (von der Eisengewinnung bis zur Legierungsbildung)
• Wärmebehandlung von Stählen
• Gegossene Eisen-Kohlenstoff-Legierungen
• Korrosion

Die Klausur WK-I wird am 06.08.2024 online als E-Klausur durchgeführt. Informationen bezüglich der Klausur finden Sie weiter oben in der Datei "Klausurankündigung WKI-SoSe24" sowie in der Stud.IP-Veranstaltung „Werkstoffkunde I“ für das Wintersemester 2023/2024