Werkstoffdesign: Methoden zur Entwicklung maßgeschneiderter Werkstoffe

Question 1

Welche der folgenden Wärmebehandlungen wird zur Steigerung der Zähigkeit von Stahl angewendet?

Accepted Answer

Abschrecken und Anlassen

Answer

Normalglühen

Answer

Vergüten

Answer

Ausscheidungshärtung

Question 2

Welche der folgenden Software wird häufig für Computergestützte Werkstoffsimulationen verwendet?

Accepted Answer

ANSYS

Answer

MATLAB

Answer

SolidWorks

Answer

Microsoft Excel

Question 3

Welche Methode ist zentral für das Werkstoffdesign und ermöglicht die präzise Vorhersage von Werkstoffeigenschaften?

Accepted Answer

Computergestützte Modellierung

Answer

Experimentelle Charakterisierung

Answer

Thermodynamische Berechnung

Answer

Statistische Analyse

Question 4

Bei der Auswahl eines Werkstoffs für eine Anwendung mit hohen Temperaturen ist welche Eigenschaft von entscheidender Bedeutung?

Accepted Answer

Wärmeleitfähigkeit

Answer

Zugfestigkeit

Answer

Bruchzähigkeit

Answer

Elastizitätsmodul

Question 5

Welcher Mechanismus ist für die Verstärkung in Verbundwerkstoffen verantwortlich?

Accepted Answer

Faser-Matrix-Haftung

Answer

Kristalldefekte

Answer

Korngrenzenverstärkung

Answer

Ausscheidungshärtung

Question 6

Welche Wärmebehandlung erhöht die Festigkeit von Stahl?

Accepted Answer

Härten und Anlassen

Answer

Normalisieren

Answer

Rekristallisation

Answer

Auslagerung

Question 7

Welches ist das Hauptziel der Legierung von Metallen?

Accepted Answer

Verbesserung der mechanischen Eigenschaften

Answer

Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit

Answer

Verringerung der Wärmeleitfähigkeit

Answer

Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit

Question 8

Welche Eigenschaft ist für Leichtbauwerkstoffe am wichtigsten?

Accepted Answer

Spezifisches Gewicht

Answer

Zugfestigkeit

Answer

Bruchzähigkeit

Answer

Korrosionsbeständigkeit

Question 9

Was unterscheidet eine Phase von einer Komponente in einem Werkstoff?

Accepted Answer

Eine Phase hat eine einheitliche chemische Zusammensetzung, während eine Komponente variieren kann.

Answer

Eine Komponente hat eine einheitliche chemische Zusammensetzung, während eine Phase variieren kann.

Answer

Phasen und Komponenten sind synonym.

Answer

Eine Phase ist immer kristallin, während eine Komponente amorph sein kann.

Question 10

Wie beeinflusst die Werkstoffcharakterisierung das Werkstoffdesign?

Accepted Answer

Werkstoffcharakterisierung ermöglicht Werkstoffe mit spezifischen Eigenschaften.

Answer

Werkstoffcharakterisierung ist für neues Werkstoffdesign irrelevant.

Answer

Werkstoffcharakterisierung dient nur der Qualitätskontrolle.

Answer

Werkstoffcharakterisierung ist nur für die Forschung wichtig.

Question 11

Beschreiben Sie, wie verschiedene Herstellungsmethoden die Mikrostruktur und dadurch die Eigenschaften neu entwickelter Werkstoffe beeinflussen können.

Accepted Answer

Veränderte Korngröße

Accepted Answer

Bildung von Ausscheidungen

Accepted Answer

Veränderungen in der Kristallstruktur

Answer

Keine Auswirkung

Question 12

Welche Vorteile bieten Ultraschall- und Röntgenprüfungen und warum ist eine Methode für bestimmte Prüfaufgaben besser geeignet?

Accepted Answer

Ultraschallprüfung: Ermöglicht die Detektion innerer Defekte und die Messung der Wandstärke.

Accepted Answer

Röntgenprüfung: Geeignet für die Detektion oberflächennaher Defekte mit hoher Eindringtiefe.

Answer

Ultraschallprüfung: Höhere Frequenz als Röntgenprüfung.

Answer

Röntgenprüfung: Geringere Kosten als Ultraschallprüfung.

Question 13

Welche Mechanismen führen zu Korrosion und welche Maßnahmen können ergriffen werden, um sie zu verhindern?

Accepted Answer

Elektrochemische Korrosion; Schutz durch Beschichtungen, Legierungen oder kathodischen Schutz.

Answer

Mechanische Korrosion; Schutz durch Härten oder Polieren.

Answer

Thermische Korrosion; Schutz durch Tempern oder Kühlen.

Question 14

Welche Methode zur Werkstoffcharakterisierung liefert Bilder der Mikrostruktur?

Accepted Answer

Mikroskopie

Answer

Zugversuch

Answer

Röntgenbeugung

Question 15

Welche Bindungsart findet sich in keramischen Werkstoffen?

Accepted Answer

Ionenbindung

Answer

Metallische Bindung

Answer

Kovalente Bindung

Answer

Wasserstoffbrückenbindung

Question 16

Welche Werkstoffgruppe zeichnet sich durch hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit aus?

Accepted Answer

Metalle

Answer

Polymere

Answer

Verbundwerkstoffe

Answer

Keramiken

Question 17

Welche Phase im Eisen-Kohlenstoff-Diagramm ist verantwortlich für hohe Härte und Festigkeit?

Accepted Answer

Martensit

Answer

Perlit

Answer

Austenit

Answer

Ferrit

Question 18

Welcher Werkstoffverarbeitungsprozess dient zur Verringerung der Korngröße eines Metalls?

Accepted Answer

Rekristallisation

Answer

Schweißen

Answer

Walzen

Answer

Gießen

Question 19

Welches Prinzip steht im Mittelpunkt des Werkstoffdesigns zur Erzielung der gewünschten Leistung?

Accepted Answer

Eigenschaftsanpassung

Answer

Umweltverträglichkeit

Answer

Ästhetik

Answer

Kostenoptimierung

Question 20

Welche Größe quantifiziert die Zähigkeit eines Werkstoffs?

Accepted Answer

Bruchzähigkeit

Answer

Elastizitätsmodul

Answer

Härte

Answer

Zugfestigkeit

Question 21

Welche Korrosionsart tritt auf, wenn zwei unterschiedliche Metalle in Kontakt kommen?

Accepted Answer

Galvanische Korrosion

Answer

Lochfraßkorrosion

Answer

Spannungskorrosion

Answer

Allgemeinskorrosion

Question 22

Welche der folgenden Methoden ist eine gängige Technik zur Vorhersage der Kristallstruktur neuer Werkstoffe?

Accepted Answer

Kristallstrukturvorhersage

Answer

Empirische Korrelationsmethoden

Answer

Zufällige Versuch-und-Irrtum-Experimente

Answer

Elementaranalyse

Question 23

Welche der folgenden Techniken wird typischerweise zur Verbesserung der mechanischen Festigkeit von Verbundwerkstoffen eingesetzt?

Accepted Answer

Faserverstärkung

Answer

Legieren

Answer

Wärmebehandlung

Answer

Oberflächenhärtung

Question 24

Welche der folgenden Analysemethoden wird am häufigsten zur Untersuchung der Mikrostruktur eines Werkstoffs verwendet?

Accepted Answer

Elektronenmikroskopie

Answer

Chemische Analyse

Answer

Härteprüfung

Answer

Zugversuch

Question 25

Welcher der folgenden Begriffe beschreibt die Fähigkeit eines Werkstoffs, sich plastisch zu verformen, ohne zu brechen?

Accepted Answer

Duktilität

Answer

Härte

Answer

Festigkeit

Answer

Zähigkeit

Question 26

Welcher der folgenden Legierungszusätze wird in der Regel verwendet, um die Korrosionsbeständigkeit von Stahl zu erhöhen?

Accepted Answer

Chrom

Answer

Kohlenstoff

Answer

Mangan

Answer

Silizium

Question 27

Welcher der folgenden Werkstoffe ist bekannt für seine besonders hohe elektrische Leitfähigkeit?

Accepted Answer

Kupfer

Answer

Polymere

Answer

Stahl

Answer

Keramik

Question 28

Welches der folgenden Verfahren wird nicht zur Vorhersage des Materialverhaltens eingesetzt?

Accepted Answer

Kristallsternkarte

Answer

Finite-Elemente-Analyse

Answer

Röntgenbeugung

Answer

Experimentelle Messung

Question 29

Welches Prinzip ist zentral für das Design von Materialien mit maßgeschneiderten Eigenschaften?

Accepted Answer

Strukturelle Hierarchie

Answer

Zufällige Legierung

Answer

Maximale Dichte

Answer

Geringe Wärmeleitfähigkeit

Question 30

Welche der folgenden Eigenschaften ist nicht von der Mikrostruktur eines Materials abhängig?

Accepted Answer

Schmelztemperatur

Answer

Duktilität

Answer

Festigkeit

Question 31

Welches Kriterium ist bei der Auswahl von Materialien für Hochtemperaturanwendungen am wichtigsten?

Accepted Answer

Oxidationsbeständigkeit

Answer

Hohe Duktilität

Answer

Geringe Wärmeleitfähigkeit

Answer

Hohe Dichte

Question 32

Welche Technik wird verwendet, um die innere Struktur von Materialien zu untersuchen?

Accepted Answer

Elektronenmikroskopie

Answer

Thermische Analyse

Answer

Spektroskopie

Answer

Zugversuch

Question 33

Welches Werkzeug wird verwendet, um die thermodynamische Stabilität von Legierungen vorherzusagen?

Accepted Answer

Phasendiagramm

Answer

Spektrometer

Answer

Rasterelektronenmikroskopie

Answer

Zugfestigkeitsprüfung

Question 34

Welche Wärmebehandlung kann die Festigkeit eines Stahls verbessern?

Accepted Answer

Vergüten

Answer

Rekristallisation

Answer

Spannungsarmglühen

Answer

Normalglühen

Question 35

Welches Material ist für seine hervorragende Korrosionsbeständigkeit bekannt?

Accepted Answer

Edelstahl

Answer

Gusseisen

Answer

Aluminium

Answer

Kupfer

Question 36

Welches der folgenden Konzepte ist ein wesentlicher Bestandteil des Werkstoffdesigns?

Accepted Answer

Entwicklung maßgeschneiderter Werkstoffeigenschaften

Answer

Verwendung Standardisierter Werkstoffeigenschaften

Answer

Unveränderlichkeit von Werkstoffeigenschaften

Answer

Zufällige Auswahl von Werkstoffeigenschaften

Question 37

Welche der folgenden Methoden wird im Werkstoffdesign zur Vorhersage des Werkstoffverhaltens verwendet?

Accepted Answer

Computergestützte Simulationen

Answer

ausschließlich Experimentelle Tests

Answer

ausschließlich Theoretische Berechnungen

Answer

ausschließlich Historische Datenanalyse

Question 38

Welches der folgenden Legierungselemente erhöht primär die Härte von Stahl?

Accepted Answer

Kohlenstoff

Answer

Aluminium

Answer

Nickel

Answer

Kupfer

Question 39

Welcher der folgenden Werkstoffe weist eine hohe Korrosionsbeständigkeit auf?

Accepted Answer

Edelstahl

Answer

Gusseisen

Answer

Unlegierter Kohlenstoffstahl

Question 40

Welche der folgenden Wärmebehandlungsverfahren wird primär zur Verbesserung der Festigkeit eines Stahls verwendet?

Accepted Answer

Härten

Answer

ausschließlich Glühen

Answer

ausschließlich Anlassen

Question 41

Welcher der folgenden Werkstoffe eignet sich am besten für eine Anwendung, die hohe Festigkeit und geringes Gewicht erfordert?

Accepted Answer

Verbundwerkstoff

Answer

Polymer

Answer

Metalllegierung

Answer

Keramik

Question 42

Welche der folgenden Prüfmethoden wird verwendet, um die Zähigkeit eines Werkstoffs zu messen?

Accepted Answer

Kerbschlagbiegeversuch

Answer

Zugversuch

Answer

Härteprüfung

Question 43

Welche der folgenden Aussagen beschreibt das Konzept des biomimetischen Werkstoffdesigns am besten?

Accepted Answer

Nachahmung von Strukturen und Funktionen aus der Natur

Answer

ausschließlich Experimentelles Testen verschiedener Werkstoffkombinationen

Answer

Zufällige Generierung von Werkstoffdesigns

Question 44

Welches Prinzip des Werkstoffdesigns untersucht den Zusammenhang zwischen der Mikrostruktur und den Eigenschaften eines Werkstoffs?

Accepted Answer

Struktur-Eigenschafts-Beziehung

Answer

Phasendiagramm

Answer

Verstärkungsmechanismen

Answer

Kristallstruktur

Question 45

Welche Methode hilft bei der Bestimmung der thermodynamischen Stabilität von Werkstoffen?

Accepted Answer

Phasendiagramm

Answer

Röntgenbeugung

Answer

Rasterelektronenmikroskopie

Answer

Zugversuch

Question 46

Welcher Werkstofftyp vereint hohe Festigkeit, Härte und Korrosionsbeständigkeit, leidet jedoch unter Sprödigkeit?

Accepted Answer

Keramik

Answer

Polymere

Answer

Verbundwerkstoffe

Answer

Metalle

Question 47

Welche Verstärkungstechnik erhöht die Festigkeit und Steifigkeit von Verbundwerkstoffen?

Accepted Answer

Faserverstärkung

Answer

Oberflächenbehandlung

Answer

Kornfeinung

Answer

Wärmebehandlung

Question 48

Welcher Parameter ist entscheidend für die Konstruktion von Werkstoffen für Hochtemperaturanwendungen?

Accepted Answer

Kriechfestigkeit

Answer

Bruchzähigkeit

Answer

Zugfestigkeit

Answer

Elastizitätsmodul

Question 49

Welche Legierungsgruppe erhöht die Korrosionsbeständigkeit von Stählen?

Accepted Answer

Chrom

Answer

Mangan

Answer

Silizium

Answer

Kohlenstoff

Question 50

Welcher Prozess wird verwendet, um die Oberfläche von Werkstoffen zu härten und ihre Verschleißfestigkeit zu erhöhen?

Accepted Answer

Oberflächenhärten

Answer

Glühen

Answer

Auslagern

Answer

Normalisieren

Question 51

Welche Werkstoffklasse zeichnet sich durch hohe Elastizität und Dämpfung aus?

Accepted Answer

Polymere

Answer

Verbundwerkstoffe

Answer

Metalle

Answer

Keramik

Question 52

Welche der folgenden Methoden ist ein etablierter Ansatz im Werkstoffdesign?

Accepted Answer

Computergestützte Simulation von Materialeigenschaften

Answer

Unstrukturiertes Ausprobieren

Answer

Zufällige Kombination von Elementen

Answer

Intuitive Hypothesenbildung

Question 53

Was ist der Hauptzweck der Legierung in der Werkstoffkunde?

Accepted Answer

Optimierung der mechanischen Eigenschaften

Answer

Reduzierung der Dichte

Answer

Kostensenkung

Answer

Verbesserung der Korrosionsresistenz

Question 54

Welche der folgenden Wärmebehandlungen zielt darauf ab, Spannungen in einem Werkstoff abzubauen?

Accepted Answer

Anlassen

Answer

Abschrecken

Answer

Auslagern

Answer

Härten

Question 55

Welche Bedeutung hat der Maßstabsfaktor im Werkstoffdesign?

Accepted Answer

Ermöglicht die Vorhersage des Materialverhaltens bei größeren Dimensionen

Answer

Reduziert die Kosten für die Materialcharakterisierung

Answer

Hilft bei der Identifizierung von Materialfehlern

Question 56

Welche der folgenden Eigenschaften ist entscheidend für die Verschleißfestigkeit eines Werkstoffs?

Accepted Answer

Härte und Zähigkeit

Answer

Schmelz- und Siedepunkt

Answer

Duktilität und Dehnbarkeit

Question 57

Welche der folgenden Techniken wird verwendet, um die Korrosionsbeständigkeit von Werkstoffen zu verbessern?

Accepted Answer

Beschichtung

Answer

Härten

Answer

Walzen

Answer

Glühen

Question 58

Was ist ein wesentlicher Vorteil der Verwendung von Verbundwerkstoffen im Vergleich zu herkömmlichen Materialien?

Accepted Answer

Kombination verschiedener Eigenschaften für maßgeschneiderte Lösungen

Answer

Geringere Kosten

Answer

Vereinfachte Herstellung

Question 59

Welche der folgenden Faktoren können die Lebensdauer eines Werkstoffs beeinflussen?

Accepted Answer

Betriebsbedingungen, Belastung und Umgebung

Answer

Ursprungsland des Werkstoffs

Answer

Name des Herstellers

Answer

Alter des Designers

Question 60

Welcher Werkstoffdesign-Ansatz zielt auf die Optimierung der Mikrostruktur eines Werkstoffs ab?

Accepted Answer

Mikrostrukturdesign

Answer

Kompositionsdesign

Answer

Legierungsdesign

Answer

Prozessdesign

Question 61

Welche Methode wird verwendet, um die chemische Zusammensetzung eines neu zu entwickelnden Werkstoffs festzulegen?

Accepted Answer

Legierungsdesign

Answer

Prozessdesign

Answer

Experimentelles Testen

Answer

Mikrostrukturdesign

Question 62

Welcher Werkstoffdesign-Ansatz konzentriert sich auf die Optimierung der Verarbeitungsparameter?

Accepted Answer

Prozessdesign

Answer

Simulationsdesign

Answer

Legierungsdesign

Answer

Mikrostrukturdesign

Question 63

Welche Werkstoffeigenschaft wird maßgeblich durch das Mikrogefüge beeinflusst?

Accepted Answer

Mechanische Festigkeit

Answer

Thermische Leitfähigkeit

Answer

Elektrische Leitfähigkeit

Question 64

Welches Konzept beschreibt die Fähigkeit eines Werkstoffs, nach Verformung in seine ursprüngliche Form zurückzukehren?

Accepted Answer

Elastizität

Answer

Plastizität

Answer

Duktilität