Aufbau und Eigenschaften von Metallen: Online-Quiz für Maschinenbau-Studierende

Question 1

Welche der folgenden Bindungsarten ist für die Festigkeit von Metallen verantwortlich?

Accepted Answer

Metallische Bindung

Answer

Ionenbindung

Answer

Kovalente Bindung

Answer

Wasserstoffbrückenbindung

Question 2

Welcher der folgenden Faktoren erhöht die Festigkeit eines Metalls im Allgemeinen?

Accepted Answer

Alle der genannten Optionen

Answer

Legierung

Answer

Kaltverfestigung

Answer

Wärmebehandlung

Question 3

Welcher physikalische Test wird verwendet, um die Härte eines Materials zu messen?

Accepted Answer

Härteprüfung nach Vickers

Answer

Zugversuch

Answer

Biegeversuch

Answer

Schlagzähigkeitsprüfung

Question 4

Welche der folgenden Eigenschaften ist nicht typisch für Nichteisenmetalle?

Accepted Answer

Niedrige elektrische Leitfähigkeit

Answer

Geringes spezifisches Gewicht

Answer

Leicht zu bearbeiten

Answer

Hohe Korrosionsbeständigkeit

Question 5

Welche der folgenden Ausscheidungen führt zu einer erhöhten Festigkeit von Stahl?

Accepted Answer

Martensit

Answer

Bainit

Answer

Ferrit

Answer

Perlit

Question 6

Welcher der folgenden Faktoren trägt zur Korrosion von Metallen bei?

Accepted Answer

Alle der genannten Optionen

Answer

Feuchtigkeit

Answer

Sauerstoff

Answer

Chloridionen

Question 7

Welche der folgenden Legierungsbestandteile erhöht die Härtbarkeit von Stahl?

Accepted Answer

Kohlenstoff

Answer

Mangan

Answer

Chrom

Answer

Nickel

Question 8

Welche Korrosionsschutzmaßnahme verlängert die Lebensdauer von Stahlkonstruktionen am effektivsten?

Accepted Answer

Kathodischer Schutz

Answer

Zinkbeschichtung

Answer

Rostschutzfarbe

Question 9

Welches der folgenden Phasendiagramme zeigt eine eutektische Reaktion?

Accepted Answer

Blei-Zinn-Diagramm

Answer

Eisen-Kohlenstoff-Diagramm

Answer

Kupfer-Nickel-Diagramm

Question 10

Welche Art von Defekt kann die Verformbarkeit (Duktilität) eines Metalls verringern?

Accepted Answer

Zwischengitteratome

Answer

Leerstellen

Answer

Korngrenzen

Answer

Versetzungen

Question 11

Welche Bindungsart liegt typischerweise in Metallen vor?

Accepted Answer

Metallische Bindung

Answer

Ionenbindung

Answer

Kovalente Bindung

Answer

Wasserstoffbrückenbindung

Question 12

Welche mechanische Eigenschaft beschreibt die Verformbarkeit eines Materials unter Belastung?

Accepted Answer

Bruchdehnung

Answer

Elastizitätsmodul

Answer

Zugfestigkeit

Answer

Härte

Question 13

Welche physikalische Eigenschaft von Metallen ist für ihre gute elektrische Leitfähigkeit verantwortlich?

Accepted Answer

Freie Elektronen

Answer

Hohe Dichte

Answer

Geringes Atomgewicht

Answer

Starke Bindungskräfte

Question 14

Welches Legierungselement führt typischerweise zu einer erhöhten Härte von Stahl?

Accepted Answer

Kohlenstoff

Answer

Aluminium

Answer

Kupfer

Answer

Nickel

Question 15

Was versteht man unter Martensit?

Accepted Answer

Eine meta-stabile Phase in Stahl

Answer

Eine kubisch flächenzentrierte Kristallstruktur

Answer

Eine lamellare Struktur

Answer

Eine Art Verformung

Question 16

Welche Wärmebehandlung wird zur Verbesserung der Zähigkeit von Stahl eingesetzt?

Accepted Answer

Anlassen

Answer

Härten

Answer

Vergüten

Answer

Normalisieren

Question 17

Welche Korrosionsart ist durch punktuelle Lochbildung gekennzeichnet?

Accepted Answer

Lochfraßkorrosion

Answer

Gleichmäßige Korrosion

Answer

Spaltkorrosion

Answer

Spannungsrisskorrosion

Question 18

Welches Prüfverfahren wird zur Bestimmung der Härte von Metallen verwendet?

Accepted Answer

Brinell-Härteprüfung

Answer

Zugversuch

Answer

Ultraschallprüfung

Answer

Röntgendiffraktometrie

Question 19

Welche der folgenden Bindungsarten tritt typischerweise in Metallen auf?

Accepted Answer

Metallische Bindung

Answer

Kovalente Bindung

Answer

Ionenbindung

Answer

Wasserstoffbrückenbindung

Question 20

Welcher Faktor hat KEINEN Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften eines Metalls?

Accepted Answer

Magnetfeldstärke

Answer

Kristallstruktur

Answer

Versetzungsdichte

Answer

Temperatur

Question 21

Welches Metall besitzt den höchsten Schmelzpunkt?

Accepted Answer

Wolfram

Answer

Aluminium

Answer

Eisen

Answer

Kupfer

Question 22

Was ist die Hauptursache für Versetzungen in Metallen?

Accepted Answer

Fehler im Kristallgitter

Answer

Ausscheidungen

Answer

Korngrenzen

Answer

Oberflächenfehler

Question 23

Welche Stahlsorte zeichnet sich durch hohe Festigkeit und Verschleißfestigkeit aus?

Accepted Answer

Vergütungsstahl

Answer

Einsatzstahl

Answer

Rostfreier Stahl

Answer

Baustahl

Question 24

Was ist das primäre Ziel der Wärmebehandlung von Metallen?

Accepted Answer

Modifizierung der mechanischen Eigenschaften

Answer

Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit

Answer

Reduzierung von Spannungskonzentrationen

Answer

Steigerung der elektrischen Leitfähigkeit

Question 25

Welche Prüfmethode wird zur Bestimmung der Härte von Metallen verwendet?

Accepted Answer

Brinellhärteprüfung

Answer

Zugversuch

Answer

Biegeversuch

Answer

Charpy-Schlagversuch

Question 26

Welches Legierungselement erhöht die Rostbeständigkeit von Stahl am stärksten?

Accepted Answer

Chrom

Answer

Kohlenstoff

Answer

Mangan

Question 27

Welche Kristallstruktur wird durch ein raumzentriertes Gitter charakterisiert?

Accepted Answer

Kubisch raumzentriert

Answer

Kubisch flächenzentriert

Answer

Hexagonal dichtest gepackt

Answer

Tetragonal

Question 28

Durch welche Bindungsart zeichnen sich Metalle hauptsächlich aus?

Accepted Answer

Metallische Bindung

Answer

Kovalente Bindung

Answer

Ionische Bindung

Answer

Wasserstoffbrückenbindung

Question 29

Was ist unter der Rekristallisation eines Metalls zu verstehen?

Accepted Answer

Bildung neuer Kristallite bei hohen Temperaturen

Answer

Vergrößerung der Korngröße bei hohen Temperaturen

Answer

Bildung von Zwillingen bei niedrigen Temperaturen

Answer

Ausbildung von Ausscheidungen bei tiefen Temperaturen

Question 30

Welches physikalische Phänomen erklärt die elektrische Leitfähigkeit von Metallen?

Accepted Answer

Elektronenbewegung

Answer

Lochbewegung

Answer

Ionenbewegung

Answer

Neutronenbewegung

Question 31

Welche Prüfmethode dient zur Ermittlung der Härte von Metallen?

Accepted Answer

Härteprüfung

Answer

Zugversuch

Answer

Biegeversuch

Answer

Kerbschlagversuch

Question 32

Was ist die Hauptursache für Korrosion?

Accepted Answer

Elektrochemische Reaktionen

Answer

Mechanische Beanspruchung

Answer

Temperaturwechsel

Answer

Strahlung

Question 33

Welche Bindungsart ist für die metallischen Eigenschaften verantwortlich?

Accepted Answer

Metallische Bindung

Answer

Ionenbindung

Answer

Kovalente Bindung

Question 34

Welche Eigenschaft zeichnet Metalle aus?

Accepted Answer

Geringer spezifischer Widerstand

Answer

Hohe Härte

Answer

Niedrige Dichte

Question 35

Welches Verfahren dient der Spannungsarmut in Metallen?

Accepted Answer

Glühen

Answer

Normalisieren

Answer

Härten

Question 36

Welche Materialkenngröße beschreibt den Widerstand gegen plastische Verformung?

Accepted Answer

Festigkeit

Answer

Härte

Answer

Elastizitätsmodul

Question 37

Welche Versetzungsart führt zur Verfestigung?

Accepted Answer

Mischversetzung

Answer

Kantenversetzung

Answer

Schraubenversetzung

Question 38

Welches Legierungselement erhöht die Korrosionsbeständigkeit von Stahl?

Accepted Answer

Chrom

Answer

Kohlenstoff

Answer

Mangan

Question 39

Welches Verfahren dient der Härteprüfung von Metallen?

Accepted Answer

Härteprüfung nach Vickers

Answer

Zugversuch

Answer

Bruchzähigkeitsprüfung

Question 40

In welchem Bereich finden Metalle keine Anwendung?

Accepted Answer

Holzverarbeitung

Answer

Maschinenbau

Answer

Elektrotechnik

Question 41

Erläutern Sie die Prinzipien der Wärmebehandlung von Stahl, insbesondere die Vorgänge des Härtens und Anlassens. Beschreiben Sie deren Auswirkungen auf die Mikrostruktur und Härte des Werkstoffs.

Accepted Answer

Beim Härten wird der Stahl erhitzt und schnell abgekühlt, wodurch Martensit entsteht. Das Anlassen erwärmt den gehärteten Stahl, wodurch Martensit in weichere Bestandteile wie Ferrit und Perlit umgewandelt wird, was die Härte verringert.

Answer

Das Härten verringert die Härte durch Bildung von Ferrit, während das Anlassen die Härte durch Bildung von Austenit erhöht.

Answer

Härten und Anlassen haben keine Auswirkungen auf die Mikrostruktur und Härte von Stahl.

Answer

Das Anlassen erhöht die Härte durch Bildung von Perlit, während das Härten die Härte durch Bildung von Bainit verringert.

Question 42

Welche der folgenden Aussagen beschreibt am besten die häufigste Kristallstruktur bei Metallen?

Accepted Answer

Kubisch-flächenzentriert (fcc), in der Atome an den Ecken und Flächenmitten eines Würfels angeordnet sind.

Answer

Rhomboedrisch, mit einer dreifach symmetrischen Struktur.

Answer

Hexagonal-dichteste Packung (hcp), in der Atome in hexagonalen Schichten gestapelt sind.

Answer

Kubisch-raumzentriert (bcc), in der Atome an den Ecken und im Zentrum eines Würfels angeordnet sind.

Question 43

Welche Art von Bindung ist für die außergewöhnlichen Eigenschaften von Metallen verantwortlich?

Accepted Answer

Metallische Bindung, bei der sich delokalisierte Elektronen zwischen positiv geladenen Ionen bewegen.

Answer

Kovalente Bindung, bei der Elektronenpaare zwischen Atomen geteilt werden.

Answer

Ionenbindung, die durch die elektrostatische Anziehung zwischen entgegengesetzt geladenen Ionen entsteht.

Answer

Wasserstoffbrückenbindung, die durch die Anziehung zwischen einem Wasserstoffatom und einem elektronegativen Atom entsteht.

Question 44

Welche der folgenden Eigenschaften ist ein wesentlicher Vorteil von Metallen?

Accepted Answer

Hohe elektrische Leitfähigkeit, die den Elektronenfluss mit minimalem Widerstand ermöglicht.

Answer

Transparenz, die Metallen die Eigenschaft verleiht, Licht zu durchlassen.

Answer

Geringe Wärmeleitfähigkeit, die Metalle zu guten Isolatoren macht.

Answer

Sprödigkeit, die Metalle anfällig für Bruch ohne Verformung macht.

Question 45

Nennen Sie die beiden Hauptmechanismen, die zur Verfestigung von Metallen beitragen und ihre Festigkeit erhöhen.

Accepted Answer

Versetzungen, die Linienfehler in der Kristallstruktur sind, und Korngrenzen, die Begrenzungen zwischen verschiedenen Kristallkörnern.

Answer

Oxidbildung und Korrosion, die die Oberfläche von Metallen verschlechtern und ihre Festigkeit verringern.

Answer

Legierungsbildung und Wärmebehandlung, die die Eigenschaften von Metallen verändern, aber nicht unbedingt deren Verfestigung erhöhen.

Question 46

Welche Legierungselementgruppe ist entscheidend für die Verbesserung der Härtbarkeit von Stählen und erhöht ihre Festigkeit nach Wärmebehandlung?

Accepted Answer

Karbide, Verbindungen aus Kohlenstoff und Eisen, die die Bildung von Martensit fördern.

Answer

Pearlite, eine lamellare Mischung aus Ferrit und Zementit.

Answer

Austenite, eine nichtmagnetische Phase von Stahl mit kubisch-flächenzentrierter Struktur.

Answer

Ferriten, reine Eisenkristalle mit kubisch-raumzentrierter Struktur.

Question 47

Welche Wärmebehandlungskombination führt zu einer optimalen Kombination aus Festigkeit und Zähigkeit in Stählen?

Accepted Answer

Abschrecken, ein schnelles Abkühlen, um Martensit zu bilden, gefolgt von Anlassen, einem Tempern, um die Sprödigkeit des Martensits zu verringern.

Answer

Vergüten, ein Abkühlen mit kontrollierter Geschwindigkeit, um Perlit zu bilden.

Answer

Normalglühen, ein Erhitzen und langsames Abkühlen, um innere Spannungen abzubauen.

Answer

Kaltverfestigung, eine plastische Verformung bei Raumtemperatur, die die Festigkeit erhöht, aber die Zähigkeit verringert.

Question 48

Welcher Werkstofftyp ist aufgrund seiner hochtemperaturbeständigen Legierungselemente für Anwendungen in extremen Umgebungen geeignet?

Accepted Answer

Superlegierung, eine komplexe Legierung mit Elementen wie Nickel, Chrom und Kobalt, die ihre Festigkeit bei hohen Temperaturen beibehält.

Answer

Aluminiumlegierung, eine leichte und korrosionsbeständige Legierung, die jedoch bei hohen Temperaturen ihre Festigkeit verliert.

Answer

Kohlenstoffstahl, eine Eisen-Kohlenstoff-Legierung mit guter Festigkeit und Härte, aber begrenzt auf niedrigere Betriebstemperaturen.

Answer

Keramik, ein nichtmetallischer Werkstoff mit hoher Härte und Verschleißfestigkeit, aber spröde und empfindlich gegenüber thermischen Stößen.

Question 49

Welche Prüfmethode wird häufig verwendet, um die mechanischen Eigenschaften von Metallen, wie Festigkeit und Elastizitätsmodul, zu bestimmen?

Accepted Answer

Zugversuch, bei dem eine Probe unter kontrollierten Zugkräften getestet wird, um Spannungs-Dehnungs-Diagramme zu erstellen.

Answer

Röntgendiffraktometrie, eine Technik zur Bestimmung der Kristallstruktur und Gitterparameter von Materialien.

Answer

Thermogravimetrische Analyse, eine Methode zur Messung von Gewichtsänderungen in Materialien unter verschiedenen Temperaturbedingungen.

Answer

Rasterelektronenmikroskopie, eine Bildgebungstechnik zur Untersuchung der Oberflächentopographie und Mikrostruktur von Materialien.

Question 50

Welche Korrosionsart ist häufig bei Metallen in Umgebungen mit einem niedrigen pH-Wert anzutreffen, die zu einer gleichmäßigen Auflösung der Metalloberfläche führen?

Accepted Answer

Allgemeine Korrosion, bei der die gesamte Oberfläche des Metalls angegriffen wird und eine gleichmäßige Abnahme der Dicke aufweist.

Answer

Spannungsrisskorrosion, die auftritt, wenn Metalle unter Spannung in korrosiven Umgebungen stehen und zu Rissbildung und Versagen führt.

Answer

Interkristalline Korrosion, die an den Korngrenzen des Metalls auftritt und zu einer Schwächung und zum Bruch führen kann.

Answer

Lochfraßkorrosion, die zu lokalisierten, tiefen Korrosionstaschen führt und das Metall anfällig für Versagen macht.

Question 51

Welche der folgenden Maßnahmen ist eine effektive Methode zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit von Metallen?

Accepted Answer

Oberflächenbeschichtung, z. B. Verzinken oder Lackieren, die eine Barriere zwischen dem Metall und der korrosiven Umgebung bildet.

Answer

Legieren mit unedlen Metallen, was die Korrosionsbeständigkeit des Metalls tatsächlich verringern kann.

Answer

Reduzierung der Querschnittsfläche, die die Oberfläche des Metalls verringert, aber keine wesentliche Auswirkung auf seine Korrosionsbeständigkeit hat.

Answer

Erhöhung des Kohlenstoffgehalts, was die Festigkeit des Metalls erhöht, aber seine Korrosionsbeständigkeit verringern kann.

Question 52

Welche der folgenden Aussagen beschreibt die metallische Bindung korrekt?

Accepted Answer

Metallische Bindung basiert auf der Anziehung zwischen positiv geladenen Metallkationen und einem Meer aus frei beweglichen Elektronen.

Answer

Metallische Bindung ist eine ionische Bindung zwischen positiv geladenen Metallkationen und negativ geladenen Elektronen.

Answer

Metallische Bindung entsteht durch die Abstoßung zwischen positiv geladenen Metallkernen.

Question 53

Welcher Faktor beeinflusst die elektrische Leitfähigkeit von Metallen maßgeblich?

Accepted Answer

Anzahl der freien Elektronen im Leitungsband

Answer

Größe der Metallatome

Answer

Vorhandensein von Verunreinigungen

Question 54

Welche der aufgeführten Eigenschaften ist charakteristisch für spröde Metalle?

Accepted Answer

Begrenzte Dehnbarkeit vor dem Bruch

Answer

Hohe Festigkeit

Answer

Hohe Härte

Question 55

Welche Legierungsart führt in der Regel zu einer gesteigerten Festigkeit und Härte im Vergleich zu den reinen Metallen?

Accepted Answer

Substitutionslegierung

Answer

Eutektische Legierung

Answer

Mischkristalllegierung

Question 56

Welche der genannten Korrosionsarten tritt auf, wenn Metalle Sauerstoff und Feuchtigkeit ausgesetzt sind?

Accepted Answer

Elektrochemische Korrosion

Answer

Lochfraßkorrosion

Answer

Spannungskorrosionsrissbildung

Question 57

Welche Wärmebehandlung wird angewendet, um die Härte und Verschleißbeständigkeit von Stahl zu verbessern?

Accepted Answer

Härten

Answer

Normalglühen

Answer

Anlassen

Question 58

Welches der folgenden Metalle besitzt die höchste Schmelztemperatur?

Accepted Answer

Wolfram

Answer

Eisen

Answer

Aluminium

Question 59

In welcher Anwendung wird die hohe Wärmeleitfähigkeit von Metallen genutzt?

Accepted Answer

Kochgeschirr zur gleichmäßigen Wärmeverteilung

Answer

Elektronische Bauteile für effiziente Wärmeableitung

Answer

Strukturelle Komponenten für hohe Stabilität

Question 60

Welche der folgenden Aussagen zum Recycling von Metallen ist zutreffend?

Accepted Answer

Recycling hilft, natürliche Ressourcen zu schonen und Abfall zu reduzieren.

Answer

Recycling kann alle Verunreinigungen aus recycelten Metallen entfernen.

Answer

Recycling ist immer kostengünstiger als die Verwendung neuer Metalle.