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

Modulverantwortliche/r: Mathias Göken
Lehrende: Mathias Göken, WW I Dozenten und Assistenten

Startsemester: WS 2019/2020Dauer: 2 SemesterTurnus: jährlich (WS)
Präsenzzeit: 135 Std.Eigenstudium: 240 Std.Sprache: Deutsch

Lehrveranstaltungen:

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)
Sie Studierenden

  • vertieften ihr Wissen und beurteilen die vielfältigen strukturellen Aufbauten der Werkstoffe

  • vertiefen das Verständnis über die Zusammenhänge zwischen der chemischen Zusammensetzung, der Struktur und den Eigenschaften von Werkstoffen

  • können Legierungsthermodynamik anwenden und analysieren Zustandsdiagrammen

  • vertiefen das Wissen zu den mechanischen Eigenschaften und den Härtungsmechanismen

  • erschließen und überprüfen Struktur-Eigenschaftskorrelationen

  • beurteilen eigenständigs Struktur-Eigenschaftsbeziehungen an Beispielen

  • verstehen die Vorgänge und Eigenschaften von Werkstoffen auf verschiedenen Größenskalen

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

  • vertiefen das Verstehen und könne die Zusammenhänge zwischen Aufbau, thermomechanischer Vorgeschichte und Eigenschaften der Werkstoffe erklären

  • erlernen, wenden an, klassifizieren und beurteilen Simulationsmethoden

  • vertiefung die erlernten Inhalte durch Übungen; sie erlernen und neuen Methoden an

  • erlernen, wenden an und beurteilen Vorgänge bei zyklischer-Verformung

  • verstehen die Grundlagen der Nanomechanik und wenden das Wisse an entprechenden Praxisbeispielen an und können diese beurteilen

Lern- bzw. Methodenkompetenz
Die Studierenden erreichen 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

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:

  1. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Werkstoffkunde und Technologie der Metalle | 2. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M2) | Allgemeine Werkstoffeigenschaften)
  2. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Werkstoffkunde und Technologie der Metalle | 3. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M3) | Allgemeine Werkstoffeigenschaften)
  3. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Glas und Keramik | 2. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M2) | Allgemeine Werkstoffeigenschaften)
  4. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Glas und Keramik | 3. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M3) | Allgemeine Werkstoffeigenschaften)
  5. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Korrosion und Oberflächentechnik | 2. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M2) | Allgemeine Werkstoffeigenschaften)
  6. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Korrosion und Oberflächentechnik | 3. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M3) | Allgemeine Werkstoffeigenschaften)
  7. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Polymerwerkstoffe | 2. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M2) | Allgemeine Werkstoffeigenschaften)
  8. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Polymerwerkstoffe | 3. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M3) | Allgemeine Werkstoffeigenschaften)
  9. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Werkstoffe in der Elektrotechnik | 2. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M2) | Allgemeine Werkstoffeigenschaften)
  10. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Werkstoffe in der Elektrotechnik | 3. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M3) | Allgemeine Werkstoffeigenschaften)
  11. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Werkstoffe in der Medizin | 2. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M2) | Allgemeine Werkstoffeigenschaften)
  12. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Werkstoffe in der Medizin | 3. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M3) | Allgemeine Werkstoffeigenschaften)
  13. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Werkstoffsimulation | 2. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M2) | Allgemeine Werkstoffeigenschaften)
  14. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Werkstoffsimulation | 3. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M3) | Allgemeine Werkstoffeigenschaften)
  15. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Mikro- und Nanostrukturfoschung | 2. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M2) | Allgemeine Werkstoffeigenschaften)
  16. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Mikro- und Nanostrukturfoschung | 3. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M3) | Allgemeine Werkstoffeigenschaften)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Wahlfachprüfung M2_WW1 (Prüfungsnummer: 63101)
Prüfungsleistung, mündliche Prüfung, Dauer (in Minuten): 20, benotet
Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %
weitere Erläuterungen:
Alternative Prüfungsform laut Corona-Satzung: Die mündliche Prüfung findet als digitale Fernprüfung per ZOOM statt.

Erstablegung: SS 2020
1. Prüfer: Mathias Göken
1. Prüfer: Erik Bitzek
1. Prüfer: Heinz Werner Höppel

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