Hochleistungswerkstoffe

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Vorlesungs-und Prüfungsinformationen

 

In dem Studienfach Hochleistungswerkstoffe werden tiefergehende Kenntnisse über die Vielfältigkeit der Werkstoffe für den Einsatz in hochbeanspruchten Anwendungen vermittelt. Hierbei werden als Grundlage zunächst die Struktur- und Phasenbildung der Materie, die Mechanismen zur Beeinflussung der Festigkeitseigenschaften sowie das Werkstoff­verhalten bei erhöhten Temperaturen gelehrt.

Anschließend werden verschiedene Werkstoffgruppen, beginnend mit den immer weiter in den Fokus rückenden Leichtmetallen und deren Legierungen sowie hoch­schmelzende Übergangsmetalle behandelt. Des Weiteren werden Hartmetalle, Cermets, Hart­legierungen, Superlegierungen und intermetallische Verbindungen ausgedehnt thematisiert.

Darüber hinaus werden Lehrinhalte von der Begriffsdefinition bis zur Anwendung zum stetig steigenden Markt der Verbundwerkstoffe, Werkstoffverbunde und Nanomaterialien vermittelt. Begleitend zu den jeweiligen werkstoffbezogenen Themenfeldern wird die gesamte Prozesskette von der Rohstoff­gewinnung und -verarbeitung bis hin zu spezifischen Fertigungsverfahren anhand von Beispielen für praktische Hochleistungsanwendungen vorgestellt.

Übersicht zu den Inhalten des Studienfachs Hochleistungswerkstoffe

Kapitel

Inhalte

1. Struktur und Phasenbildung

  • Stabilität von Zuständen
  • Atomare Bindungen und Fehlstellen
  • Zustandsänderungen
  • Diffusion

2. Festigkeitslehre

  • Kaltverfestigkung
  • Mischkristallbildung
  • Martensitumwandlung
  • Korngrößeneinfluss
  • Ausscheidungshärten
  • Dispersionshärtung
  • Faserverstärkte Werkstoffe

3. Werkstoffverhalten

  • Werkstoffverhalten bei höheren Temperaturen
  • Warmfestigkeit
  • Werkstoffverhalten bei niedrigen Temperaturen

4. Aluminium

  • Grundlagen: Leichtmetallen und deren Legierungen
  • Aluminiumgewinnung
  • Legierungselemente und ihre Wirkung
  • Aluminiumlegierungen und ihre Eigenschaften
  • Anwendungsbeispiele

5. Magnesium, Titan, Beryllium

Gewinnung, Eigenschaften, Einfluss von Legierungselementen und Anwendungsbeispiele von:

  • Magnesium
  • Titan
  • Beryllium

6. Refraktärmetalle

  • Begriffsdeutung und Einleitung
  • Eigenschaften der einzelnen Refraktärmetalle
  • Ti, Zr, Nb, Ta, Mo, W, Cr, V, Hf

7. Hartmetalle

  • Begriffsdefinition und geschichtliche Entwicklung
  • Gefüge von Hartmetall
  • Eigenschaften
  • Beschichtete Hartmetalle und Beschichtungen aus Hartmetall