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Magnesium und seine Legierungen

'Klassiker der Technik'. 2. Aufl. 2001. Book.
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Produktdetails
Titel: Magnesium und seine Legierungen

ISBN: 3540416757
EAN: 9783540416753
'Klassiker der Technik'.
2. Aufl. 2001.
Book.
Herausgegeben von Adolf Beck
Springer Berlin Heidelberg

8. Mai 2001 - gebunden - 548 Seiten

Aus dem Vorwort zur 2. Auflage: In vielen Bereichen ist ein alter und zugleich neuer Werkstoff "Magnesium" als leichtes- ter metallischer Konstruktionswerkstoff sehr aktuell gewor- den. Magnesium ist eine Herausforderung unserer Zeit und ge- hört bei weitem nicht zum "alten Eisen". Masseeinsparungen bei guter mechanischer Festigkeit, Recyclefähigkeit sind in vielen Bereichen aktueller denn je. Concise text: Magnesium ist eine Herausforderung unserer Zeit und gehört bei weitem nicht zum "alten Eisen". Masseeinsparungen bei guter mechanischer Festigkeit, Recyclefähigkeit sind in vielen Bereichen aktueller denn je.
Rohstoffe und Herstellung..- A Geschichtliches.- B Rohstoffe des Magnesiums.- 1 Vorkommen der Rohstoffe.- 2 Technisch wichtige Rohstoffe und ihre Aufbereitung.- C Elektrolytische Herstellung des Magnesiums.- 1 Elektrolyse von wäßrigen bzw organischen Lösungen der Magnesium-salze.- 2 Elektrolyse von geschmolzenen Magnesiumsalzen.- a) Elektrolyse von Magnesiumoxyd in Fluoridschmelzen.- b) Elektrolyse von Karnalht.- c) Herstellung von wasserfreiem Magnesiumchlorid.- d) Elektrolyse von geschmolzenem Magnesiumchlorid.- D Thermische Herstellung des Magnesiums.- 1 Reduktion von Magnesiumoxyd mittels Kohle.- 2 Reduktion von Magnesiumverbindungen mittels Kalziumkarbid.- 3 Reduktion von Magnesiumoxyd mittels Aluminium.- 4 Reduktion magnesiahaltiger Rohstoffe mittels Silizium.- E Ausblick.- Physikalische Eigenschaften des Magnesium-Einkristalls und ihre Bedeutung für den Vielkristall..- A Einleitung.- Herstellung von Einkristallen.- B Physikalische Eigenschaften des Mg-Kristalls.- 1 Anisotropie des Mg-Kristalls.- 2 Verformungsmechanismen, Translation und Zwillingsbildung.- 3 Verfestigung von Mg-Kristallen.- a) Statische Beanspruchung.- b) Wechselbeanspruchung.- c) Legierungsbildung.- d) Kristallverletzung.- C Bedeutung der hexagonalen Struktur für die Eigenschaften des Vielkristalls.- 1 Verfestigung des Vielkristalls.- 2 Verformungstexturen.- Metallographie des Magnesiums und seiner Legierungen..- A Schliffherstellung.- 1 Mikroskopische Untersuchungen.- a) Vorbereitung der Proben.- b) Schleifen.- c) Polieren.- d) Ätzen.- 2 Makroskopische Untersuchungen.- B Gefüge des Magnesiums.- C Binäre Legierungen Mg-Ag46 Mg-A147 Mg-As 53 Mg-Au 53 Mg-Ba 54 Mg-Be 54. Mg-Bi 55 Mg-Ca 57 Mg-Cd 58 Mg-Ce 59 Mg-Co 60 Mg-Cs 60. Mg-Cu 61 Mg-Fe 62 Mg-Ga 62 Mg-Ge 63 Mg-H 63 Mg-Hg 63. Mg-In 64 Mg-K 65 Mg-La 65 Mg-Li 65 Mg-Mn 67 Mg-N 68. Mg-Na 69 Mg-Ni 69 Mg-0 70. Mg-P 70 Mg-Pb 70 Mg-Pr 71. Mg-S 72 Mg-Sb 72 Mg-Si 73 Mg-Sn 74 Mg-Sr 75 Mg-Tl 75. Mg-W77 Mg-Zn77 Mg-Zr 78..- D Ternäre LegierungenMg-Ag-Al 79 Mg-Ag-Cd 80 Mg-Ag-Tl 80 Mg-Ag-Zn 80 Mg-Al-Be 80. Mg-Al-Bi 80 Mg-Al-Cd 81 Mg-Al-Cu 82 Mg-Al-Fe 83 Mg-Al-Mn 83. Mg-Al-Ni 84 Mg-Al-Sb 84 Mg-Al-Si 85 Mg-Al-Tl 85 Mg-Al-Zn 86. Mg-Bi-Cu 90 Mg-Bi-Zn 90 Mg-Ca-Si 91 Mg-Ca-Zn 91 Mg-Cd-Pb 92. Mg-Cd-Tl 93 Mg-Cd-Zn 94 Mg-Cu-Ni 95 Mg-Cu-Si 95 Mg-Cu-Sn 96. Mg-Pb-Sb 96 Mg-Pb-Sn 96 Mg-Si-Zn 97 Mg-Sn-Zn 99 Mg-Tl-Zn 100..- Physikalische Eigenschaften..- A Physikalische Kenngrößen des Reinmagnesiums.- B Rekristallisation.- C Volumen.- 1 Spezifisches Gewicht.- 2 Gitterkonstantenänderung durch Mischkristallbildung.- 3 Thermische Ausdehnung.- D Thermische Eigenschaften.- 1 Wärmeleitfähigkeit.- 2 Spezifische Wärme, Schmelzwärme, Schmelzpunkt, Siedepunkt, Ver-dampfungswärme, Dampfdruck.- 3 Diffusion.- 4 Oberflächenspannung.- 5 Bildungswärmen von intermetallischen Verbindungen.- 6 Brennbarkeit.- E Elektrische Eigenschaften.- 1 Elektrische Leitfähigkeit.- 2 Thermokraft.- F Magnetische Eigenschaften.- G Reflexion.- H Elektrochemische Eigenschaften.- Festigkeitseigenschaften..- I. Festigkeitseigenschaften bei gewöhnlicher Temperatur.- A Zugfestigkeit.- 1 Wirkung der Hauptlegierungsbestandteile auf Härte, Zugfestigkeit und Dehnung.- 2 Zugfestigkeit und Dehnung technischer Legierungen.- a) Allgemeines: Prüfbedingungen, Bruchbild, Bruchdehnung, Gültigkeitsbereich (Probenherkunft und -entnähme), Legierungs-bezeichnung.- b) Technische Gußlegierunger.- c) Technische Knetlegierungen.- 3 Dehngrenzen technischer Legierungen (Elastizitäts- und Streck-grenzen).- a) Allgemeines, Versuchsbedingungen.- b) Technische Gußlegierungen.- c) Technische Knetlegierungen.- d) Konstruktive Bewertung von Dehngrenzen.- 4 Zugelastizitätsmaße technischer Legierungen.- 5 Einfluß von Kaltverformung auf die Zerreißwerte technischer Legierungen.- 6 Zerreißwerte in Werkstücken technischer Lieferformen.- a) Gußstücke.- b) Preßgut (Stangen, Profile, Rohre).- c) Walzgut (Blecheund Bänder).- d) Schmiedestücke.- B Druckfestigkeit.- Druckfestigkeit, Quetschgrenze und Stauchung technischer Legie-rungen.- a) Allgemeines: Versuchsausführung, Bruchbild.- b) Technische Gußlegierungen.- c) Technische Knetlegierungen.- C Biegefestigkeit.- Biegefestigkeit und Durchbiegung technischer Legierungen.- a) Allgemeines, Versuchsausführung.- b) Technische Gußlegierungen.- c) Technische Knetlegierungen.- D Schubfestigkeit (Scher- und Verdrehfestigkeit).- 1 Scherfestigkeit technischer Legierungen.- 2 Verdrehfestigkeit und Drillgrenzen technischer Legierungen.- a) Allgemeines:.- b) Verdrehfestigkeit.- c) Drillgrenzen.- 3 Schubelastizitätsmaß (Gleitmodul).- E Festigkeit von Bauteilen bei zügiger Beanspruchung (Gestaltfestigkeit).- 1 Kerbwirkung und sonstige Gestalteinflüsse.- a) Allgemeines.- b) Festigkeit von Formelementen.- 2 Festigkeitsversuche an ganzen Bauteilen.- F Härte, Verschleiß- und Gleiteigenschaften, Verformungs-kennwerte.- 1 Härte.- a) Allgemeines, Versuchsausführung.- b) Härte werte technischer Legierungen.- 2 Verschleiß- und Gleiteigenschaften.- a) Vergleichende Verschleiß versuche.- b) Gleiteigenschaften.- 3) Kerbschlagzähigkeit.- a) Allgemeines, Probenform.- b) Kerbschlagzähigkeit technischer Legierungen.- 4 Sonstige Verformungskennwerte.- a) Biegewinkel, Biegehalbmesser.- b) Tiefung.- G Dauerstandfestigkeit.- Kriechen und Dauerstandfestigkeit bei Raumtemperatur; kon-struktive Bewertung des Kriechverhaltens von Magnesiumlegie-rungen.- H Dauerschwingungsfestigkeit.- 1 Allgemeines über die Ermüdungseigenschaften von Magnesium-legierungen.- a) Form der Wöhlerlinien, Grenzlastwechselzahlen, Zeit- undDauerfestigkeit.- b) Einfluß der Querschnittsgröße, Unterschied von Biege- und Zug-druckwerten.- 2 Wechselfestigkeit technischer Legierungen.- a) Prüfbedingungen, Gültigkeitsbereich (Probenherkunft und -form).- b) Biegewechselfestigkeit technischer Legierungen, Beziehung zwischen Biegewechselfestigkeit und sonstigen Gütewerten.- c) Verhältnis von Zugdruck- und Verdrehwechselfestigkeit zur Biege Wechselfestigkeit.- 3 Kerbempfindlichkeit technischer Legierungen.- a) Bestimmung und Gültigkeitsbereich der KerbempfindHchkeit.- b) Kerbempfindlichkeitszahlen technischer Legierungen; Beziehung zwischen Kerbempfindlichkeit und sonstigen Güte werten; Ein-flüsse auf die Kerbempfindlichkeit.- c) Kerbempfindlichkeit bei verschiedenen Beanspruchungsarten (Zugdruck- und Verdrehbeanspruchung).- 4 Wechselfestigkeit und Kerbempfindlichkeit in Werkstücken tech-nischer Lieferformen.- a) Gußstücke.- b) Preßgut, Schmiedestücke, Walzgut.- 5 Dauerfestigkeit und Kerbempfindlichkeit technischer Legierungen bei erhöhten Mittelspannungen (Dauerfestigkeitsschaubilder).- a) Biegedauerfestigkeit.- b) Zugdruck-Dauerfestigkeit.- 6 Dauerfestigkeit von Bauteilen (Gestaltfestigkeit).- a) Dauerfestigkeit von Formelementen (außer Einspann teilen); konstruktive Bewertung der Kerbempfindlichkeit; Einfluß von Querschnittsform und -große.- b) Einfluß von Einspannbedingungen (Reibkorrosion und Gegen-maßnahmen).- c) Oberflächen Wirkung.- d) Dauerf es tigkei tsver suche mit Halbzeug und mit ganzen Bau-teilen.- 7 Korrosionsermüdung.- a) Allgemeines und Prüfbedingungen.- b) Korrosionsermüdungswerte technischer Legierungen.- I Vergleichende Festigkeitstafeln und Verhältniszahlen.- II Festigkeitseigenschaften Bei Tiefen Temperaturen.- A Zugfestigkeit und Dehnung.- B Schlagzähigkeit und sonstige Verformungskennwerte.- C Dauerschwingungsfestigkeit.- III Festigkeitseigenschaften bei erhöhten temperaturen.- A Härte, Zugfestigkeit und Dauerstandfestigkeit.- 1 Besondere Wirkung einiger Legierungsbestandteile auf die Warm-festigkeit von Magnesiumlegierungen.- 2 Warmhärte, Warmzugfestigkeit und -Streckgrenze technischer Legierungen.- a) Allgemeines, Abhängigkeit der Warmfestigkeitswerte von den Versuchsbedingungen, Elastizitätsmaß.- b) Technische Gußlegierungen.- c) Technische Knetlegierungen.- 3 Kriech verhalten und Dauerstandfestigkeit technischer Legierungen.- a) Allgemeines, Versuchsausführung und Begriffsbestimmung,.- b) Technische Gußlegierungen.- c) Technische Knetlegierungen; Einfluß der Vorbehandlung.- B Dauerschwingungsfestigkeit.- Warmwechselfestigkeit technischer Legierungen.- a) Allgemeines, Versuchsausführung.- b) Technische Gußlegierungen.- c) Technische Knetlegierungen.- Chemisches Verhalten, Korrosion und Oberflächenschutz..- A Allgemeines.- Prüfmethoden.- B Die Verfahren zur Verbesserung des Korrosions Verhaltens.- C Einfluß der Legierungsmetalle Mangan 278 Aluminium 281 Zink 284 Silizium 284 Kalzium 285. Zer 285 Kupfer 285, Zinn 286 Kadmium 286, Blei 287 Nickel, Kobalt 287 Chrom 288 Antimon, Wismut 288 BerylHum 288. Zirkon 289 Silber 289..- D Das spezielle chemische Verhalten des Magnesiums und der magnesiumreichen Legierungen.- 1 Die Arten der Korrosionserscheinungen.- a) Bewitterungskorrosion.- b) Spannungskorrosion.- 2 Die Korrosion in Wässern, Salzlösungen, sauren und alkahschen Elektro-lyten.- 3 Verhalten gegen verschiedene Agenzien.- 4 Einfluß korrosionshemmender Stoffe.- E Oberflächenschutz.- 1 MetalMsche Überzüge.- 2 Nichtmetallische Überzüge.- 3 Anstriche.- F Konstruktive Maßnahmen, Isolierung.- Schmelzen und Gießen (Mit besonderer Berücksichtigung des Sandgußverfahrens.).- A Die Verfahren zur Reinigung der Schmelzen.- 1 Befreiung von nichtmetallischen Verunreinigungen.- 2 Beseitigung von metallischen Verunreinigungen.- B Das Schmelzen der Magnesiumlegierungen.- 1 Öfen und Tiegel.- 2 Temperaturmeßgeräte.- 3 Metalleinsatz.- 4 Schmelzen und Überhitzen.- 5 Gießen.- 6 Tiegelreinigung und -kontrolle.- C Die wichtigsten gießtechnischen Eigenschaften der Magnesiumlegierungen und deren Berücksichtigung in der Gießerei.- D Die Herstellung von Sandgußstücken aus Magnesiumlegierun-gen.- 1 Entwurf der Gußstücke.- 2 Formerei und Kernmacherei.- 3 Nachbehandlung der Abgüsse.- 4 Prüfung der Gußstücke.- 5 Betriebszahlen.- Technologie des Kokillengießens..- A Allgemeines.- B Unterschiede des Gießverfahrens gegenüber anderen Metallen.- 1 Gießen.- 2 Eingußtechnik.- 3 Konstruktion der Kokillen.- 4 Beeinflussung der Erstarrungsbedingimgen.- 5 KokiUenschhchte.- Technologie des Spritzgießens..- A Entwicklung.- B Die heutigen Maschinensysteme.- C Wirtschaftlichkeit.- D Die Spritzgußformen.- E Die Legierungen und ihre physikalischen Daten.- F Größe und Gewicht von Magnesiumspritzgußteilen.- G Wandstärken.- H Herstellungsgenauigkeit.- I Konstruktionsregeln.- 1 Allgemeines.- 2 Hinterschneidungen.- 3 Einspritzbare Bohrungen.- 4 Der Anzug der Magnesiumspritzgußteile.- 5 Gewinde.- 6 Einlagen-Einspritzteile.- J Oberfläche von Spritzgußteilen.- K Verwendungsgebiete.- 1 Auto- und Motorradindustrie.- 2 Flugzeugindustrie.- 3 Büromaschinenindustrie.- 4 Optische Industrie.- 5 Elektroindustrie.- 6 Staubsaugerindustrie.- 7 Funkindustrie.- 8 Apparatebau.- 9 Allgemeiner Maschinenbau und andere Industriezweige.- Technologie des Pressens..- A Die Preßverfahren.- B Eigenschaften und Aufbau der Preßlegierungen und deren Ab-hängigkeit vom Verformungsgrad.- C Die Fließvorgänge während der Verformung.- Technologie des Schmiedens..- A Einleitung.- B Rekristallisation.- C Kraftbedarf in Abhängigkeit von Reckgrad, Temperatur und Verformungsgeschwindigkeit.- D Kristallorientierung unter dem Einfluß von Temperatur und Schmiedeverfahren.- E Temperatur- und Ofenfrage.- F Verformungsgeschwindigkeit und Maschinenfrage.- G Werkzeugfragen.- Technologie des Walzens..- A Walzen.- B Glühen.- C Allgemeine Arbeitsbedingungen.- D Verformungsbedingungen beim Walzen.- 1 Walztemperatur.- 2 Walzgeschwindigkeit.- 3 Kristallorientierung.- 4 Korngröße.- Spangebende Bearbeitung..- A Allgemeines über die Verspanung der Magnesiumlegierungen.- 1 Beziehungen zwischen Schnittdruck, Spanquerschnitt, Schnittgeschwin-digkeit und Meißelform.- 2 Die zweckmäßige Schnittgeschwindigkeit.- 3 Spancharakteristik.- 4 Bear bei timgsfähigkeit der verschiedenen Magnesiumlegierungen.- 5 Schnittemperatur, Trocken- und Naßbearbeitung.- 6 Richthnien für die Werkzeugherstellung.- 7 Maßänderung bearbeiteter Teile.- 8 Spänebrände.- B Die wichtigsten Arten der spangebenden Verformung.- 1 Drehen.- 2 Fräsen.- 3 Bohren.- 4 Senken.- 5 Gewindeschneiden.- 6 Reiben.- 7 Sägen.- a) Bandsägen.- b) Kreissägen.- 8 Feilen.- 9 Schleifen.- 10 Naß- und Trockenschliff.- C Zusammenfassung.- Konstruktionsrichtlinien, stoffgerechte Werkstattbehandlung und Anwendungsbeispiele..- A Einleitung.- B Grundsätzliche Betrachtungen.- C Bauteile aus Magnesiumgußlegierungen.- D Bauteile aus Magnesiumknetlegierungen.- 1 Profile und Bleche.- 2 Schmiedestücke.- E Die korrosionssichere Konstruktion.- F Verbindungsarbeiten an Magnesiumlegierungen.- 1 Nieten.- 2 Ver schraubungen.- 3 Schweißen.- a) Autogene Schweißung.- b) Lichtbogenschweißung.- c) Druckschweißung.- d) Punktschweißung.- G Spanlose Verformung von Blechen und Profilen.- H Die Anwendungsmöglichkeiten des Magnesiums als Konstruk-tionsbaustoff.- Magnesium als Legierungselement..- A Magnesium als Legierungszusatz zu Aluminium und Alu-miniumlegierungen.- 1 Al-Mg-Legierungen.- 2 Al-Mg-Si-Legierungen.- 3 Al-Cu-Mg-Legierungen.- 4 Al-Si-Mg-Legierungen.- 5 Al-Zn-Mg-Legierungen.- B Magnesium als Legierungszusatz zu Schwermetallen.- 1 Eisen.- 2 Nickel.- 3 Kupfer.- 4 Zink.- 5 Blei.- 6 Zinn.- 7 Edelmetalle.- Die Verwendung des Magnesiums für Pyrotechnik und Thermochemie..- A Magnesium als künstliche Lichtquelle.- B Magnesium in der Sprengtechnik.- C Magnesium für thermochemische Reduktion.- D Magnesium als Desoxydationsmittel für Metallschmelzen.- Die wirtschaftliche Bedeutung des Magnesiums.- Chemische Analyse von Magnesium und seinen Legierungen..- A Magnesium.- 1 Silizium.- 2 Kupfer.- 3 Aluminium und Eisen.- 4 Mangan.- B Magnesiumlegierungen.- 1 Silizium, Blei, Zinn.- 2 Kupfer.- 3 Kadmium.- 4 Mangan.- 5 Aluminium.- 6 Zink.- 7 Silber.- 8 Zer.- 9 Zirkon.- 10 Kalzium.- 11 Eisen.- 12 Chloride.- 13 Nitride.- Übersicht über Patente betreffend Herstellung, Verarbeitung und Verwendung von Magnesium und Magnesiumlegierungen..- Gruppe I: Herstellung von wasserfreiem Magnesiumchlorid für die Magnesiumelektrolyse.- Gruppe II: Erzeugung von Magnesiummetall (elektrolytisch und thermisch).- Gruppe III: Magnesiumlegierungen.- Gruppe IV: Schmelzen, Reinigen und Gießen von Magnesium und Magnesiumlegierungen.- Gruppe V: Knetverarbeitung von Magnesium und Magnesiumlegierungen.- Gruppe VI: Wärmebehandlung von Magnesiumlegierungen.- Gruppe VII: Korrosionsschutz durch Oberflächenbehandlung.- Gruppe VIII: Verwendung und Verarbeitungsverfahren.- Namenverzeichnis.

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