Industrial Chemistry - C.v.O.-University of Oldenburg -

Präsentation zum Thema: "Industrial Chemistry - C.v.O.-University of Oldenburg -"—  Präsentation transkript:

1 Industrial Chemistry - C.v.O.-University of Oldenburg -
C.v.O.-Univ. Oldenburg, MSc-Chemie, Modul Verfahrenstechnik, Werkstoffkunde, Axel Brehm Industrial Chemistry - C.v.O.-University of Oldenburg - Werkstoffgruppen Einleitung

2 Industrial Chemistry - C.v.O.-University of Oldenburg -
C.v.O.-Univ. Oldenburg, MSc-Chemie, Modul Verfahrenstechnik, Werkstoffkunde, Axel Brehm Industrial Chemistry - C.v.O.-University of Oldenburg - Einleitung Da bei den Folienvorlagen für diese Vorlesung nicht für alle Abbildungen die Urheberrechte geklärt sind, sind diese Materialien nur für den vorlesungsbegleitenden Gebrauch zu verwenden. Sie sind keine Veröffentlichung und nicht zitierbar!

3 Industrial Chemistry - C.v.O.-University of Oldenburg -
C.v.O.-Univ. Oldenburg, MSc-Chemie, Modul Verfahrenstechnik, Werkstoffkunde, Axel Brehm Industrial Chemistry - C.v.O.-University of Oldenburg - Einleitung Eigenschaftenspektrum von Werkstoffe

4 Industrial Chemistry - C.v.O.-University of Oldenburg -
C.v.O.-Univ. Oldenburg, MSc-Chemie, Modul Verfahrenstechnik, Werkstoffkunde, Axel Brehm Industrial Chemistry - C.v.O.-University of Oldenburg - Einleitung Mechanische Eigenschaften Zähigkeit in kJ/m2 Härte in MPa Biegefestigkeit in MPa 1200

5 Industrial Chemistry - C.v.O.-University of Oldenburg -
C.v.O.-Univ. Oldenburg, MSc-Chemie, Modul Verfahrenstechnik, Werkstoffkunde, Axel Brehm Industrial Chemistry - C.v.O.-University of Oldenburg - Verformungsverhalten elastisches Probestück unter Zugbelastung Wird die Zugbelastung mit der Kraft F auf die Querschnittsfläche S bezogen, errechnet sich die Spannung  (Hookesches Verhalten). Sie hat die Einheit N/mm2. Als Dehnung  wird die Änderung der Länge des Probestücks bezogen auf die Ausgangslänge definiert: Es gilt: mit E = Elastizitätsmodul Weitere wichtige Definitionen sind: Die Querschnittskontraktion wird ausgedrückt mit Hilfe der Poissonzahl

6 Industrial Chemistry - C.v.O.-University of Oldenburg -
C.v.O.-Univ. Oldenburg, MSc-Chemie, Modul Verfahrenstechnik, Werkstoffkunde, Axel Brehm Industrial Chemistry - C.v.O.-University of Oldenburg - Verformungsverhalten Mechanische Eigenschaften Aluminium Silber 100 200 PVC

7 Industrial Chemistry - C.v.O.-University of Oldenburg -
C.v.O.-Univ. Oldenburg, MSc-Chemie, Modul Verfahrenstechnik, Werkstoffkunde, Axel Brehm Industrial Chemistry - C.v.O.-University of Oldenburg - Verformungsverhalten (Alterung) A ≙ Arbeit, Q ≙ Wärme

8 Industrial Chemistry - C.v.O.-University of Oldenburg -
C.v.O.-Univ. Oldenburg, MSc-Chemie, Modul Verfahrenstechnik, Werkstoffkunde, Axel Brehm Industrial Chemistry - C.v.O.-University of Oldenburg - Verformungsverhalten Modelle zur Veranschaulichung Deformations-Zeit-Kurven 

9 schlagfestes Polystyrol
C.v.O.-Univ. Oldenburg, MSc-Chemie, Modul Verfahrenstechnik, Werkstoffkunde, Axel Brehm Industrial Chemistry - C.v.O.-University of Oldenburg - Verformungsverhalten Spannungs-Dehnungs-Kurven von Werkstoffe · spröde Werkstoffe haben eine hohe Festigkeit und eine geringe Reißdehnung. Es existiert keine ausgeprägte Streckgrenze; Versagen tritt ohne Fließen auf. [Duroplaste: Phenolharz, Polyesterharz, Epoxidharz; amorphe Thermoplaste: PVC, PS, PMMA] · duktile (zähe) Werkstoffe haben eine Streckgrenze. Bei Beanspruchung oberhalb der Streckspannung kommt es zum Fließen bis zum Erreichen der Zugfestigkeit bzw. der Bruchspannung. [Polyoxymethylen (POM), Polycarbonat (PC), Polyamid (PA), Polypropylen (PP), Polyethylen hoher Dichte (PE-HD)]. · kautschukähnliche (gummiartige) Werkstoffe haben eine geringe Festigkeit mit sehr hoher Reißdehnung [ PE-LD]. schlagfestes Polystyrol zäh, plastisch

10 Industrial Chemistry - C.v.O.-University of Oldenburg -
C.v.O.-Univ. Oldenburg, MSc-Chemie, Modul Verfahrenstechnik, Werkstoffkunde, Axel Brehm Industrial Chemistry - C.v.O.-University of Oldenburg - Verformungsverhalten Spannungs-Dehnungs-Kurven verschiedener Polymere Craze-Verformung amorphes Gefüge orientierte Strukturen beginnender Riss Crazes halbe Wellenlänge des Einfallslichtes ≙ Weisfärbung des Prüfstücks

11 Industrial Chemistry - C.v.O.-University of Oldenburg -
C.v.O.-Univ. Oldenburg, MSc-Chemie, Modul Verfahrenstechnik, Werkstoffkunde, Axel Brehm Industrial Chemistry - C.v.O.-University of Oldenburg - Verformungsverhalten Spannungserweichung erfolgt durch Scherfließen oder Craze-Bildung und der damit verbundenen Wärmeentwicklung bzw. Viskositätserniedrigung thermoplastisches Polymer mit E = 200 MPa Spannungserweichung Spannungsverhärtung Bruchdehnung

12 plastisches Strecken möglich
C.v.O.-Univ. Oldenburg, MSc-Chemie, Modul Verfahrenstechnik, Werkstoffkunde, Axel Brehm Industrial Chemistry - C.v.O.-University of Oldenburg - Verformungsverhalten Kennwerte Aus dem Diagramm lassen sich folgende Kennwerte ablesen: plastisches Strecken möglich B ≙ Zugfestigkeit B ≙ Dehnung bei Zugfestigkeit R ≙ Bruchspannung R ≙ Dehnung bei Bruchspannung S ≙ Streckspannung S ≙ Dehnung bei Streckspannung E0 ≙ Ursprungs -E-Modul (ES ≙ Sekanten-E-Modul)

13 Industrial Chemistry - C.v.O.-University of Oldenburg -
C.v.O.-Univ. Oldenburg, MSc-Chemie, Modul Verfahrenstechnik, Werkstoffkunde, Axel Brehm Industrial Chemistry - C.v.O.-University of Oldenburg - Verformungsverhalten Vergleich des Bruchverhaltens Stahl Keramik

14 --Diagramme von metallischen Werkstoffen
C.v.O.-Univ. Oldenburg, MSc-Chemie, Modul Verfahrenstechnik, Werkstoffkunde, Axel Brehm Industrial Chemistry - C.v.O.-University of Oldenburg - Verformungsverhalten --Diagramme von metallischen Werkstoffen P Proportionalitäts- grenze E Elastizitätsgrenze S Streckgrenze B Bruchgrenze Z Zerreißgrenze Stahl mit verschiedenen Wärmebehandlungen plastische Verformung durch “Tiefziehen“

15 Industrial Chemistry - C.v.O.-University of Oldenburg -
C.v.O.-Univ. Oldenburg, MSc-Chemie, Modul Verfahrenstechnik, Werkstoffkunde, Axel Brehm Industrial Chemistry - C.v.O.-University of Oldenburg - Verformungsverhalten 1 2

16 Industrial Chemistry - C.v.O.-University of Oldenburg -
C.v.O.-Univ. Oldenburg, MSc-Chemie, Modul Verfahrenstechnik, Werkstoffkunde, Axel Brehm Industrial Chemistry - C.v.O.-University of Oldenburg - Verformungsverhalten Glasübergangstemperatur Temperatur Elastizitätsmodul Schmelz- temperatur Glastemperatur spröde plastisch verformbar weich Thermoplaste Oberhalb der Glasübergangstemperatur weisen die zuvor spröden Werkstoffe eine Verformungsfähigkeit auf, da die amorphen Strukturen von dem “eingefrorenem“ Zustand im Glas in einen plastischen Zustand übergehen.

17 Industrial Chemistry - C.v.O.-University of Oldenburg -
C.v.O.-Univ. Oldenburg, MSc-Chemie, Modul Verfahrenstechnik, Werkstoffkunde, Axel Brehm Industrial Chemistry - C.v.O.-University of Oldenburg - Verformungsverhalten Glasübergangstemperatur

18 Industrial Chemistry - C.v.O.-University of Oldenburg -
C.v.O.-Univ. Oldenburg, MSc-Chemie, Modul Verfahrenstechnik, Werkstoffkunde, Axel Brehm Industrial Chemistry - C.v.O.-University of Oldenburg - Verformungsverhalten plastische Verformung von Kunststoffen Folien oder Folienverbände können über Extrudieren im Blasfolienverfahren, Flachfilmverfahren oder Kalandrieren (Folienziehen über beheizte Walzen) hergestellt werden. Für ein anschließendes Verformen (zum Beispiel durch Tiefziehen) müssen die Kunststofffolien weich und dehnbar sein. Sie können über Matrizen mittels Druck oder Sog (Unterdruck) zu standfesten Bechern, Schalen etc. verformt werden.