Allgemeine Werkstoffeigenschaften (M2/M3) (M2/M3-MWT-WW1)12.5 ECTS
(englische Bezeichnung: Minor Module: General Material Properties (M2/M3))

Lehrveranstaltungen:

• Pflichtveranstaltungen 10,5 ECTS
  • Angewandte Grundlagen der Werkstoffwissenschaften I (WS 2018/2019)
    (Vorlesung, 2 SWS, Erik Bitzek et al., Fr, 12:15 - 13:45, 3.31, Martensstr. 5; ab 26.10.2018)
  • Angewandte Grundlagen der Werkstoffwissenschaften 2 (SS 2019)
    (Vorlesung, 2 SWS, Mathias Göken, Mo, 8:15 - 9:45, 3.31, Martensstr. 5; Beginn: 29.04.)
  • Rastersondenmikroskopie / Nanoindentierung (WS 2018/2019)
    (Vorlesung, 2 SWS, Benoit Merle, Fr, 10:15 - 11:45, 1.84; Einzeltermine am 29.11.2018, 6.12.2018, 8:15 - 9:45, H14; vom 23.11.2018 bis zum 8.2.2019)
  • Ermüdungsverhalten von Metallen und Legierungen (SS 2019)
    (Vorlesung, 1 SWS, Heinz Werner Höppel, jede 2. Woche Di, 8:15 - 9:45, 3.31, Martensstr. 5; ab 30.4.2019; Beginn: 30.04.)
• Wahlpflichtveranstaltungen 2 ECTS
  • Übungen zu Angewandte Grundlagen der Werkstoffwissenschaften (WS 2018/2019 - optional)
    (Übung, 2 SWS, Erik Bitzek et al., Mo, 10:15 - 11:45, 3.31, Martensstr. 5; ab 2.11.2018)
  • Übungen zu Angewandte Grundlagen der Werkstoffwissenschaften 2 (SS 2019 - optional)
    (Übung, 2 SWS, Chandra Macauley et al., Mo, 12:15 - 13:45, 3.31, Martensstr. 5; Beginn: 06.05.)

Inhalt:

Angewandte Grundlagen I+II, V, 2x2 SWS, 6 ECTS
Im Blickpunkt steht die Beziehung zwischen Mikrostruktur / Aufbau der Werkstoffe und ihren mechanischen Eigenschaften. Hierzu werden grundlegende Verformungs- und Schädigungsmechanismen besprochen und auf technisch relevante Legierungen übertragen. Die Inhalte im Einzelnen:

• Mechanische Eigenschaften (Ein- und Vielkristallverformung, Verformungsmechanismen)

• Bruchmechanik (Grundlagen, Anwendungen)

• mikrostruktureller und atomarer Aufbau auf unterschiedlichen Längenskalen sowie die daraus ableitbare Eigenschaften)

• Verbundwerkstoffe

• Simulationstechniken und deren Anwendung

• Phasenumwandlungen und Ausscheidungskinetik
  

Übungen zu Angewandten Grundlagen I+II, 2 SWS, 2 ECTS Anhand von Übungsaufgaben werden die Vorlesungsinhalte der VL Angewandte Grundlagen vertieft. Themenschwerpunkte:

• Simulationstechniken

• Verformungsmodelle

• Ausscheidungskinetik

• Experimentelle Techniken

• Bruchmechanik

Rastersondenmikroskopie und Nanoindentierung, V 2 SWS, 3 ECTS, Übung optional: 1 SWS, 1 ECTS
Rastersondenmikroskopie

• Experimenteller Aufbau (Rastersondenmikroskop und Sonden)

• Rasterkraftmikroskopie (Betriebsmodi)

• Rastertunnelmikroskopie (Tunneleffekt und Betriebsprinzip)

• Bilddatenverarbeitung

Nanoindentierung

• Grundlagen der Härteprüfung

• Experimenteller Aufbau eines Nanoindenters

• Grundlagen der Kontaktmechanik (Sneddon, Hertz)

• Oliver-Pharr Auswertemethode

• Fortgeschrittene Methoden zur Bestimmung lokaler mechanischer Eigenschaften (Dehnratenabhängigkeit, Fließspannung, theoretische Festigkeit, Dynamische Charakterisierung)

Ermüdungsverhalten von Metallen und Legierungen, V, 1 SWS, 1,5 ECTS

• Grundlagen der Wechselverformung und der Dauerschwingfestigkeit metallischer Werkstoffe

• Bedeutung in der Praxis

• Durchführung der Ermüdungsversuche

• zyklisches Verformungs- und Sättigungsverhalten, zyklisches Gleitverhalten, ermüdungsinduzierte Gefügeänderungen

• Bildung und Ausbreitung von Ermüdungsrissen,

• Ermüdungslebensdauer

• Multiamplitudenbelastung

• Weitere spezielle Ermüdungsthemen
  

Lernziele und Kompetenzen:

Fachkompetenz

Evaluieren (Beurteilen)

Folgende Lernziele werden angestrebt:

• Vertieftes Erlernen und Beurteilen des vielfältigen strukturellen Aufbaus der Werkstoffe

• Vertiefung des Verständnisses über die Zusammenhänge zwischen der chemischen Zusammensetzung, der Struktur und den Eigenschaften von Werkstoffen

• Anwendung der Legierungsthermodynamik und Analysieren von Zustandsdiagrammen

• Vertiefung des Wissens zu den mechanischen Eigenschaften und den Härtungsmechanismen

• Erschließen und Überprüfen von Struktur-Eigenschaftskorrelationen

• Eigenständiges Beurteilen von Struktur-Eigenschaftsbeziehungen an Beispielen

• Verständnis der Vorgänge und Eigenschaften von Werkstoffen auf verschiedenen Größenskalen

• Erwerben fundierter Kenntnisse über die Grundlagen zum Aufbau der verschiedenen Werkstoffklassen, Charakterisieren unterschiedlicher Strukutren

• Vertieftes Verstehen und Erklären des Zusammenhangs zwischen Aufbau, thermomechanischer Vorgeschichte und Eigenschaften der Werkstoffe

• Erlernen, Anwenden, Klassifizieren und Beurteilen von Simulationsmethoden

• Vertiefung der erlernten Inhalte durch Übungen; Erlernen und Anwenden von neuen Methoden

• Erlernen, Anwenden und Beurteilen von Vorgängen bei zyklischer-Verformung

• Verstehen der Grundlagen der Nanomechanik, Anwenden und Beurteilen des Wissens bei entprechenden Praxisbeispielen

Lern- bzw. Methodenkompetenz

Aufbau von Methodenkompetenzen in den Bereichen:

• Simulationstechniken

• Experimentiertechniken
  

Literatur:

• Vorlesungsskripten

• P. Haasen, Physikalische Metallkunde, Springer Verlag

• G. Gottstein, Physikalische Grundlagen der Materialkunde, Spinger Verlag

• H.J. Christ, Wechselverformung in Metallen, Springer Verlag,1991

• S. Suresh, Fatigue of Materials, Cambridge University Press,1998

• Weitere Fachliteratur

Studien-/Prüfungsleistungen:

Wahlfachprüfung M2_WW1 (Prüfungsnummer: 63101)

Prüfungsleistung, mündliche Prüfung, Dauer (in Minuten): 20, benotet

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

Erstablegung: SS 2019

1. Prüfer:

Mathias Göken

1. Prüfer:

Erik Bitzek

1. Prüfer:

Heinz Werner Höppel