Die Metallischen Werkstoffe des Maschinenbaues

1. Der Gefügebau.- 1.1. Die kristalline Struktur.- 1.11. Die Sichtbarmachung der kristallinen Struktur -- Metallographie.- 1.12. Das Wesen der Kristalle -- Kristallographie -- Anisotropie und Isotropie.- 1.13. Kristallographische Systeme.- 1.14. Die Quasi-Isotropie der Metallwerkstoffe.- 1.15. Der Feinbau der Kristalle.- 1.15.1. Die röntgenographische Erforschung und die stereochemische Betrachtungsweise fester Stoffe.- 1.15.2. Das Prinzip der röntgenographischen Strukturforschung.- 1.16. Das Kristallgitter.- 1.16.1. Gittertypen.- 1.16.2. Gitter dichtester Kugelpackung.- 1.16.3. Modifikationen.- 1.16.4. Koordinationszahlen, interatomare Abstände und Zwischenräume.- 1.16.5. Atomdurchmesser.- 1.16.6. Kristallographische Ebenen und Richtungen.- 1.17. Grundlagen der röntgenographischen Strukturbestimmungen.- 1.17.1. Die Laue- und Bragg-Gleichungen.- 1.17.2. Röntgenographische Untersuchungsmethoden.- Polychromatische und monochromatische Strahlung S. 27 -- Die wichtigsten Verfahren S. 30..- 1.18. Kristalle und Moleküle -- Begriffe.- 1.18.1. Moleküle.- 1.18.2. Molekulare Konfigurationen.- 1.2. Die Bindungskräfte in Kristallen.- 1.21. Schema einer Einteilung.- 1.22. Die Elektronenhülle der Atome.- 1.23. Die diskreten Energiestufen der Hüllelektronen.- 1.24. Die Theorien der Bindungskräfte.- 1.24.1. Ionische, polare oder heteropolare Bindung.- 1.24.2. Covalente, homöopolare oder unpolare Bindung.- 1.24.3. Metallische Bindung.- 1.24.4. Sonstige Bindungskräfte.- 1.25. Elektronenkonzentration und Zonentheorie.- 1.25.1. Der Temperatureinfluß auf die elektrische Leitfähigkeit.- 1.3. Aus mehreren Atomsorten (Elementen) aufgebaute Kristalle -- Begriffe und Benennungen.- 1.31. Chemische Verbindungen.- 1.32. Mischkristalle.- 1.32.1. Substitutions- und Einlagerungs-Mischkristalle.- 1.33. Metallide oder intermetallische Verbindungen.- 1.33.1. Ungeordnete und geordnete Atomverteilung -- Überstrukturen.- 1.33.2. Intermediäre Kristalle.- 1.4. Die Gefügeformen.- 1.41. Primärgefüge.- 1.41.1. Keimbildung und Kristallwachstum.- 1.41.2. Formen des Gußgefüges.- 1.41.3. Modifizierte Gußgefüge.- 1.42. Sekundärgefüge.- 1.42.1. Knetgefüge.- Elastische und plastische Verformung des Gitters S. 62 -- Der Mechanismus der plastischen Verformung des Einkristalls S. 64 -- Fehler in der Kristallstruktur S. 68 -- Der Mechanismus der plastischen Verformung des polykristallinen Haufwerks S. 69 -- Die Fiktionen der Elastizitätstheorie S. 71 -- Knetgefügeformen S. 72 -- Kristallerholung S. 74 -- Die Rekristallisation S. 75 -- Ausscheidungsgefüge S. 78 -- Modifikationseinwirkungen S. 79 -- Zusammenfassung S. 79..- 1.43. Sintergefüge.- 1.5. Die Gefügequalität.- 1.51. Einfluß der Form und Größe der Körner.- 1.52. Gefügefehler.- 1.52.1. Lunker.- 1.52.2. Gasblasen.- 1.52.3. Seigerungen.- Schwerkraftseigerungen S. 85 -- Blockseigerung S. 86 -- Kristallseigerung S. 86..- 2. Legierungslehre.- 2.1. Definitionen.- 2.2. Allgemeine Eigenschaften.- 2.3. Die Gefügebestandteile von Legierungen.- 2.4. Die äußeren Erscheinungen bei der Legierungsbildung und die daraus entwickelten Zustandsdiagramme.- 2.41. Die Löslichkeit im flüssigen und festen Zustand.- 2.42. Haltepunkte.- 2.43. Das Zustandsdiagramm bei Unlöslichkeit im festen Zustand (Typus Va).- 2.43.1. Der Phasenzerfall beim Erstarren.- 2.43.2. Das Hebelgesetz.- 2.44. Das Zustandsdiagramm bei vollständiger Löslichkeit im festen Zustand (Typus I).- 2.45. Das Zustandsdiagramm mit Mischungslücke im festen Zustand (Typus V).- 2.46. Peritektische Reaktionen.- 2.5. Dreistoffdiagramme.- 2.51. Das Konzentrationsdreieck.- 2.52. Das räumliche Zustandsschaubild.- 2.53. Das doppelte Hebelgesetz.- 2.54. Der Erstarrungsvorgang in ternären Legierungen.- 2.6. Die energetische Betrachtungsweise der Legierungsbildung (Phasenlehre).- 2.61. Definitionen.- 2.61.1. System.- 2.61.2. Phasen.- 2.61.3. Stoffe.- 2.61.4. Zustand.- 2.61.5. Energie.- 2.61.6. Stabiles und metastabiles Gleichgewicht.- 2.62. Die Zustandsgleichungen.- 2.63. Bestimmungsgrößen für Zustandsgleichungen.- 2.64. Die vollständigen Umwandlungsschaubilder.- 2.65. Das vollständige isobare Zustandsschaubild.- 2.66. Die Phasenregel.- 2.67. Anwendung der Phasenregel auf Systeme.- 2.7. Die atomistische Betrachtungsweise der Legierungsbildung.- 2.71. Entstehungsbedingungen und Löslichkeitsgrenzen für Substitutionsmischkristalle.- 2.71.1. Ununterbrochene und unterbrochene Legierungsreihen.- 2.71.2. Geordnete und ungeordnete Verteilung.- 2.71.3. Mischkristallreihen mit Mischungslücken und intermediären Phasen.- 2.71.4. Konzentrationsgrenzen für Element-Mischkristalle.- Der Größenfaktor S. 142 -- Der Valenzfaktor S. 142 -- Die Elektronenkonzentration S. 142 -- Der elektrochemische Faktor S. 143..- 2.71.5. Die Metallide der intermediären Phasen.- Die Hum e-Rothery-Regel für die Bildung elektronischer Verbindungen S. 144..- 2.72. Die Bildung von Einlagerungs-Mischkristallen.- 2.8. Die künstliche Erzeugung metastabiler Phasen.- 2.9. Allgemeine Bemerkungen zur Metallphysik.- 3. Die Gebrauchseigenschaften der Werkstoffe und deren Prüfung.- 3.1. Die physikalisch-chemischen und die technologischen Eigenschaften -- Begriffe.- 3.2. Technologische Eigenschaften und ihre Prüfung.- 3.21. Eigenschaften und Kennzahlen für die Festigkeitsrechnung.- 3.21.1. Der statische Kurzzeit-Zugversuch.- Das Meßprinzip S. 151 -- Die Meßeinrichtung S. 151 -- Die Proben-formen S. 152 -- Typologie der Kraft-Weg-Diagramme S. 153 -- Das Spannungs-Dehnungs-Diagramm S. 155 -- Die Kennzahlen des Zugversuches S. 155 -- Die Feindehnmessung S. 160 -- Kritik des einfachen Spannungs-Dehnungs-Diagramms S. 163..- 3.21.2. Der Druckversuch.- 3.21.3. Biegeversuche.- 3.21.4. Der Scherversuch.- 3.21.5. Der Verdrehungsversuch.- 3.21.6. Beeinflussende Faktoren.- Temperatur S. 169 -- Der Zeiteinfluß S. 171 -- Der Einfluß radioaktiver Strahlungen S. 174..- 3.21.7. Die Dauerstandfestigkeit.- Phänomene und Begriffe S. 175 -- Die Kriechkurven S. 177 -- Definition der Dauerstandfestigkeit S. 179..- 3.21.8. Die Wechselfestigkeit.- Die Phänomene S. 181 -- Das Meßprinzip und die Versuchseinrichtungen S. 182 -- Kennzahlen für die Wechselfestigkeit S. 184 -- Beeinflussende Faktoren S. 186..- 3.22. Sonstige Eigenschaften für die konstruktive Verwendung.- 3.22.1. Die Härte.- Definition und Meßverfahren S. 192 -- Die Eindringverfahren S. 193 -- Ritzverfahren S. 201 -- Rückprallverfahren S. 201 -- Zeit- und Temperatureinfluß S. 202..- 3.22.2. Die Kerbschlagzähigkeit.- Prüfmethoden und Maßzahl S. 202 -- Interpretation der Kerbschlagzähigkeit S. 204 -- Beeinflussende Faktóren S. 206 -- Die praktische Bedeutung der Probe 5.207..- 3.22.3. Die Dämpfungsfähigkeit.- 3.22.4. Die Verschleißfestigkeit.- 3.22.5. Die Korrosionsfestigkeit.- Erscheinungsformen S. 212 -- Angriffsformen S. 214 -- Standardproben S. 217 -- Korrosionsschutz von Metallen durch Metalle S. 219..- 3.22.6. Die Hitzebeständigkeit.- 3.22.7. Die Härtbarkeit.- 3.23. Eigenschaften und Kennzahlen für die Formgebungsverfahren.- 3.23.1. Die Gießbarkeit.- 3.23.2. Die Schmiedbarkeit.- 3.23.3. Die Tiefziehfähigkeit.- 3.23.4. Die Zerspanbarkeit.- 3.23.5. Die Schweißbarkeit.- 3.3. Physikalische Eigenschaften für die konstruktive Verwendung.- 3.31. Die Magnetisierbarkeit.- 3.31.1. Physikalische Ursachen.- 3.31.2. Die Magnetisierungskurve und die magnetischen Eigenschaften.- 3.31.3. Charakteristik magnetischer Werkstoffe und Beeinflussung ihrer Eigenschaften.- 3.32. Die elektrische Leitfähigkeit.- 4. Spezielle Metallkunde.- 4.1. Die Eisenmetalle (Stahl und Eisen).- 4.11. Das Eisen--Kohlenstoff-Diagramm.- 4.12. Der unlegierte Stahl.- 4.12.1. Die Gefügebestandteile.- 4.12.2. Die Haltepunkte.- 4.12.3. Die Abhängigkeit der Festigkeitseigenschaften vom C-Gehalt.- 4.12.4. Die Einteilung des unlegierten Stahles.- 4.12.5. Die Wärmebehandlungen des unlegierten Stahles.- Das Spannungsfreiglühen S. 245 -- Das Weichglühen 5.246 -- Das Normalisieren S. 247 -- Das Härten S. 249 -- Das Anlassen S. 263 -- Das Vergüten S. 265..- 4.12.6. Durchhärtbarkeit des Stahles.- Erscheinungen und Begriffe S. 265 -- Prüfmethoden und Maßzahlen für die Durchhärtbarkeit S. 266 -- Die Höchsthärtbarkeit des Stahles S. 267..- 4.12.7. Die kombinierte Temperatur-Zeit-Einwirkung auf die Anlaßhärte.- 4.12.8. Die Härtespannungen.- 4.12.9. Die Oberflächenhärtung.- Die Zementierung S. 273 -- Die Nitrierhärtung S. 277 -- Kombinierte Zementierung und Nitrierung S.278 -- Flammhärtung S. 279 -- Hochfrequenzhärtung 5.280..- 4.13. Die legierten Stähle.- 4.13.1. Die allgemeinen Einflüsse der Legierungskomponenten auf die äußeren Eigenschaften.- Der Begriff ,,legierter Stahl" S. 281 -- Wirkung der Legierungskomponenten auf die Gebrauchseigenschaften S. 282..- 4.13.2. Die allgemeine Wirkung der Legierungselemente auf das Stahlgefüge.- Mischkristallbildung S. 284 -- Karbidbildung S. 285 -- Zusammenfassung und Schlußfolgerung S. 287..- 4.13.3. Die Auswirkung auf die Gefügeumwandlung.- Die Verschiebung der Phasengrenzen S. 289 -- Beeinflussung der kritischen Abkühlgeschwindigkeit und der Martensittemperatur S. 291..- 4.13.4. Die Wärmebehandlungen der legierten Stähle.- Das Vergüten S. 294 -- Das Härten S. 295..- 4.14. Die Stahlsorten.- 4 14 1 Klassifikation.- 4.14.2. Urlegierte Stähle.- Baustähle S. 298 -- Sonderstähle S. 300 -- Werkzeugstähle S. 300..- 4.14.3. Legierte Stühle.- Baustähle S. 302 -- Sonderstähle für mechanische und chemische Beanspruchungen S. 310 -- Magnetstähle S. 321 -- Legierte Werkzeugstähle S. 334 -- Stähle mit sonstigen besonderen physikalischen Eigenschaften S. 347..- 4.15. Der Stahlguß.- 4.15.1. Definition.- 4.15.2. Wärmebehandlungen.- 4.15.3. Sorten.- 4.16. Das Gußeisen.- 4.16.1. Das Zustandsfeld der Guß- und Roheisensorten.- 4.16.2. Die Beeinflussung des Graphitanteils.- 4.16.3. Vor- und Nachteile des Gußeisens und die Problematik seiner Festigkeit.- 4.16.4. Struktur und Festigkeit des Gußeisens.- 4.16.5. Festigkeitsschwankungen genormter Sorten.- 4.16.6. Legiertes Gußeisen.- 4.16.7. Wärmebehandlungen des Gußeisens.- 4.16.8. Duktiles Gußeisen (mit Kugelgraphit).- 4.16.9. Gewalztes Gußeisen.- 4.17. Der Temperguß.- 4.17.1. Herstellungsverfahren und Gefüge.- 4.17.2. Die Gefügebildung beim Glühfrischen.- 4.17.3. Sorten und Eigenschaften.- 4.2. Die Nichteisen-Schwermetalle.- 4.21. Die wichtigsten Sorten.- 4.21.1. Das Zink.- Zinklegierungen S. 375..- 4.21.2. Das Blei.- Bleilegierungen S. 376..- 4.21.3. Das Zinn.- Zinnlegierungen S. 378..- 4.21.4. Das Nickel.- Nickellegierungen S. 379..- 4.21.5. Das Chrom.- 4.21.6. Das Kupfer.- Kupferlegierungen -- Buntmetalle S. 383..- 4.22. Sonstige Schwermetalle.- 4.3. Die Leichtmetalle.- 4.31. Das Aluminium.- 4.32. Aluminiumlegierungen.- 4.32.1. Die Ausscheidungshärtung.- 4.32.2. Legierungsgruppen und Sorten.- 4.33. Magnesiumlegiernngen.- 4.4. Lagermetalle.- 4.41. Die Anforderungen an Lagermetalle.- 4.42. Gruppen und Sorten.- 4.42.1. Weißmetalle.- 4.42.2. Bronzen.- 4.42.3. Leichtmetalle.- 4.42.4. Homogene Metalle.- 4.42.5. Metalle mit Graphiteinlagerung.- 4.5. Widerstandsmetalle.- 4.51. Widerstandsmetalle für den Apparatebau.- 4.52. Heizleiter.- 4.6. Sintermetalle.- 4.61. Definition und Eigenart.- 4.62. Selbstschmierende Lagerbronze.- 4.63. Hartmetalle.