Werkstofftechnik Kapitel W 12 Nichteisenmetalle

Anlagen- und Apparatebauer

C:/W12 Nichteisenmetalle 2020

Werkstofftechnik

Werkstofftechnik Kapitel W 12 Nichteisenmetalle

Lernziele Lernziel verstanden

ganz (~ 95%) weitgehend (~ 75%) halbwegs (~50%) teilweise (~ 25%) kaum (~ 5%)

NE-Metalle, Schwer- und Leichtmetalle, Legierungen 1. Berufsübliche Eisen- und Nichteisenmetalle unterscheiden

2. Die wichtigsten berufsüblichen Schwer- und Leichtmetalle unterscheiden und ihre Symbole nennen

3. Wichtige Eigenschaften und Anwendungen berufsüblicher Schwer- und Leichtmetalle aufzählen

4. Die Veränderung von Werkstoffeigenschaften durch das Legieren anhand von Beispielen erklären

5. Die Zusammensetzung von NE-Metalllegierungen anhand von Normbezeichnungen erklären

6. Die Begriffe "Knetlegierung" und "Gusslegierungen" erklären und anhand ihrer Normbezeichnungen unterscheiden

Buntmetalle

7. Die Buntmetalllegierungen CuZn, CuZnPb, CuNiZn, CuNi und CuSn unterscheiden

8. Wichtige Eigenschaften und Anwendungen der Buntmetalllegierungen CuZn, CuZnPb, CuNiZn, CuNi und CuSn anhand von Beispielen aufzählen

Leichtmetalle

9. Die zwei Stufen der Aluminiumgewinnung in den Grundzügen beschreiben 10. Wichtige Eigenschaften und Anwendungen von Reinalu und den

Aluminiumlegierungen AlMg, AlMgSi0.5, AlMgSi1und AlCuMg anhand von Beispielen aufzählen

11. Die Markennamen Peraluman, Extrudal, Anticorodal und Avional mit ihren Symbolen nennen und ihre Legierungsbestandteile aufzählen

12. Knetlegierungen und Gusslegierungen unterscheiden

13. Aushärtbare und nicht aushärtbare Aluminiumlegierungen unterscheiden 14. Den Einfluss von Wärme auf die Festigkeit aushärtbarer und nicht aushärtbarer

Alu-Legierungen anhand von Beispielen erklären

15. Wichtige Verarbeitungshinweise für Leichtmetalllegierungen in Bezug auf Zerspanen, Umformen und Schweissen anhand von Beispielen aufzählen 16. Halbfabrikate aus Leichtmetall aufzählen

17. Aufbau, Eigenschaften und Anwendungen von Alu-Kunststoff-Verbundplatten (Alucopan, Alucobond) nennen

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Arbeitsauftrag:

Gemäss Lernziel 1 sollen berufsübliche Eisen- und Nichteisenmetalle unterschieden werden. Die Eisenmetalle kennen Sie aus dem Kapitel W8.

In diesem Kapitel geht es darum, die Nichteisenmetalle einzuteilen. Wie werden sie unterschieden?

Erstellen Sie mit Hilfe ihres Tabellenbuches eine Übersicht (kann als Tabelle oder Mind- Map sein), über die Nichteisenmetalle als Einzelarbeit.

1. Die Begriffe: Schwermetalle, Leichtmetalle, Dichte  > 5 kg/dm

, Dichte  < 5 kg/dm

( = rho) sollen in ihrer Tabelle die Haupteinteilung vorgeben.

Welche Nichteisenmetalle haben welches Symbol? Lernziel 2.

2. Die chemischen Symbole der einzelnen Materialen sollen ergänzt werden.

3. Vergleichen Sie ihre Darstellung mit einem ihrer Klassenkollegen, Augenmerk: (habe ich etwas vergessen? oder falsch eingeteilt?) Zeit: Arbeitsauftrag 1 und 2 ca. 15 Minuten

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Im Lernziel 3 sollen die Eigenschaften- und Anwendungen von Schwer- und Leichtmetallen aufgezeigt werden.

4. Anwendungen von Schwer- und Leichtmetallen aufzählen und in ihre Darstellung einfliessen lassen.

5. Welche Eigenschaften führen dazu, ein Schwer- oder Leichtmetall in ihrem Betrieb anzuwenden?

6. Welches Schwermetall kommt in ihrem Betrieb zum Einsatz?

Wo und zu welchem Zweck? (zwei Beispiele beschreiben).

Anschliessend tauschen Sie sich wieder mit ihrem Kollegen aus und ergänzen ihre Darstellung!

Zeit: Arbeitsauftrag 4,5 und 6 ca. 15 Minuten

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Lernziel Arbeitsauftrag:

Nichteisenmetalle kennen und nach Einsatz und Anwendung einteilen können.

Wo werden Nichteisenmetalle in meinem Betrieb eingesetzt? Zu welchem Zweck?

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Die wichtigsten NE-Metalle sind:

7. Ergänzen Sie die Tabellen mit den chemischen Symbolen der Elemente und der Dichte (kg/dm³).

(Periodensystem, BKB _____ , F+T______, TB _____).

2) Symbol 2) Dichte  (kg/dm³)

2) Symbol 2) Dichte  (kg/dm³)

Kupfer Cu 8,9 Aluminium Al 2.7

Zink Zn 7.1 Magnesium Mg 1.7

Zinn (Stannum) Sn 7.3 ^Titan Ti 4.5

Nickel Ni 8.9

Chrom Cr 7.1

Blei (Plumbum) Pb 11.3

Weitere wichtige NE-Metalle

8. Notieren Sie mit Hilfe des Fachbuches S.

86

2) Symbol 2) Dichte  (kg/dm³)

Verwendung

Mangan Mn 7.3

3)

Legierungsbestandteile von

Stahl

Molybdän Mo 10.2

Kobalt Co 8.9

Vanadium V 6.0

Wolfram W 19,3

5)

Edelmeta

Anwendungen

Silber (Argentum) Ag 10.5

- Chemische Industrie - Elektroindustrie

- Schmuck

- Galvanische Überzüge - Legierungen (z.B. Silberlot)

Gold (Aurum) Au 19.3

Platin Pt 21.4

NICHTEISENMETALLE

Sc S c hw h we er r me m et ta a ll l le e Dichte  > kg/dm

Le L e ic i c ht h tm m et e ta al ll le e

Di D ic ch ht te e   < < 5 5 k k g/ g /d dm m

4)

WIG-Elektroden, Wolfram- Karbid (Hartmetall)

7)

Abgaskatalysator

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•

Sehr viele unlegierte, reine Metalle haben eine relativ gute bis ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit (Anwendung als Korrosionsschutz).

•

Sehr viele unlegierte, reine Metalle haben eine relativ geringe Festigkeit. Sie sind als Konstruktionsmetalle nicht geeignet (Ausnahme Titan Ti), eignen sich aber als Legierungsmetalle.

Aufgabe

1. Bestimme die Namen und Symbole dieser wichtigen Nichteisen-Schwermetalle anhand ihrer Eigenschaften und Anwendungen.

Ei E ig ge en ns sc ch ha af ft te en n A An nw we en nd du un ng ge en n

__________________

- Schmelzpunkt: 1455°C - Zähe

- Korrosionsbeständig - Leicht magnetisch

- Legierungsmetall für Stahl und Buntmetalle ( = Kupferlegierungen) - Galvanische Überzüge (Oberfläche hat leichten Gelbstich)

- Münzen

- Monel-Metall NiCu25Fe5 (z.B. für Blindnieten)

__________________

- Schmelzpunkt: 1900°C - Hart

- Verschleissfest - Korrosionsbeständig

- Legierungsmetall für Stahl

- Galvanische Überzüge (Oberfläche hat leichten Blaustich)

__________________

- Schmelzpunkt: 420°C

- Giftig in Verbindung mit Säuren und als Dämpfe beim Schweis- sen

- Korrosionsbeständig

- Galvanische Überzüge

- Bester Oberflächenschutz für Stahl (Feuerverzinken) - Legierungsmetall für Buntmetalle ( Messing, Neusilber) - Legierungsmetall für Leichtmetalle (Druckgussteile) - Bleche für die Bauspenglerei (Dachrinnen, Bedachungen)

__________________

- Schmelzpunkt: 232°C

- Sehr korrosionsbeständig, vor allem gegen organische Säuren - Knirscht beim Biegen

- Legierungsmetall für Buntmetalle (Zinnbronzen) - Rein oder als Legierungsmetall für Weichlote

- Oberflächenschutz für Stahlbleche (Weissblech, z.B. für Konserven) - Oberflächenschutz für Pfannen aus Kupfer

- Teller, Becher

__________________

- Schmelzpunkt: 327°C - Hohe Dichte

- Sehr giftig

- Sehr korrosionsbeständig - Sehr geringe Festigkeit

- Legierungsmetall für Weichlote

- Legierungsmetall für Buntmetalle und Stahl (fördert die Zerspanbarkeit) - Legierungsmetall für Gleitlager (fördert Gleiteigenschaften (Bleibronze)) - Autobatterie (Akkumulator)

- Schutz gegen radioaktive Strahlung - Apparaturen für die chemische Industrie

__________________

- Schmelzpunkt: 1083°C - Sehr guter Stromleiter und

Wärmeleiter

- Witterungsbeständig - Gut verformbar

- Bildet mit organischen Säuren den sehr giftigen Grünspan

- Grundmetall für Buntmetall-Legierungen (Messing, Neusilber, Bronzen) - Bleche für die Bauspenglerei (Dachrinnen, Bedachungen)

- Leitungsrohre - Elektroindustrie

- Pfannen für den Haushalt