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Werkstoffkunde mit Labor

Modulbezeichnung:
Bezeichnung des Moduls innerhalb des Studiengangs. Sie soll eine präzise und verständliche Überschrift des Modulinhalts darstellen.
Werkstoffkunde mit Labor
Modulbezeichnung (engl.): Materials Science with Lab Exercises
Studiengang:
Studiengang mit Beginn der Gültigkeit der betreffenden ASPO-Anlage/Studienordnung des Studiengangs, in dem dieses Modul zum Studienprogramm gehört (=Start der ersten Erstsemester-Kohorte, die nach dieser Ordnung studiert).
Maschinenbau/Verfahrenstechnik, Bachelor, SO 01.10.2024
Code: MAB_24_A_1.03.WSK
SWS/Lehrform:
Die Anzahl der Semesterwochenstunden (SWS) wird als Zusammensetzung von Vorlesungsstunden (V), Übungsstunden (U), Praktikumsstunden (P) oder Projektarbeitsstunden (PA) angegeben. Beispielsweise besteht eine Veranstaltung der Form 2V+2U aus 2 Vorlesungsstunden und 2 Übungsstunden pro Woche.
4V+1P (5 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte:
Die Anzahl der Punkte nach ECTS (Leistungspunkte, Kreditpunkte), die dem Studierenden bei erfolgreicher Ableistung des Moduls gutgeschrieben werden. Die ECTS-Punkte entscheiden über die Gewichtung des Fachs bei der Berechnung der Durchschnittsnote im Abschlusszeugnis. Jedem ECTS-Punkt entsprechen 30 studentische Arbeitsstunden (Anwesenheit, Vor- und Nachbereitung, Prüfungsvorbereitung, ggfs. Zeit zur Bearbeitung eines Projekts), verteilt über die gesamte Zeit des Semesters (26 Wochen).
5
Studiensemester: 1
Pflichtfach: ja
Arbeitssprache:
Deutsch
Studienleistungen (lt. Studienordnung/ASPO-Anlage):
Laborpraktika mit Ausarbeitung (unbenotet)
Prüfungsart:
Klausur 120 min

[letzte Änderung 18.10.2024]
Verwendbarkeit / Zuordnung zum Curriculum:
Alle Studienprogramme, die das Modul enthalten mit Jahresangabe der entsprechenden Studienordnung / ASPO-Anlage.

MAB_19_A_1.03.WSK (P241-0206, P241-0291) Maschinenbau/Verfahrenstechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2019 , 1. Semester, Pflichtfach
MAB_24_A_1.03.WSK Maschinenbau/Verfahrenstechnik, Bachelor, SO 01.10.2024 , 1. Semester, Pflichtfach
Arbeitsaufwand:
Der Arbeitsaufwand des Studierenden, der für das erfolgreiche Absolvieren eines Moduls notwendig ist, ergibt sich aus den ECTS-Punkten. Jeder ECTS-Punkt steht in der Regel für 30 Arbeitsstunden. Die Arbeitsstunden umfassen Präsenzzeit (in den Vorlesungswochen), Vor- und Nachbereitung der Vorlesung, ggfs. Abfassung einer Projektarbeit und die Vorbereitung auf die Prüfung.

Die ECTS beziehen sich auf die gesamte formale Semesterdauer (01.04.-30.09. im Sommersemester, 01.10.-31.03. im Wintersemester).
Die Präsenzzeit dieses Moduls umfasst bei 15 Semesterwochen 75 Veranstaltungsstunden (= 56.25 Zeitstunden). Der Gesamtumfang des Moduls beträgt bei 5 Creditpoints 150 Stunden (30 Std/ECTS). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 93.75 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
Keine.
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
MAB_24_A_2.03.GBD Grundlagen der Bauteildimensionierung
MAB_24_M_3.06.BTD Bauteildimensionierung


[letzte Änderung 08.10.2024]
Modulverantwortung:
Prof. Dr. Moritz Habschied
Dozent/innen: Prof. Dr. Moritz Habschied

[letzte Änderung 29.10.2023]
Lernziele:
Die Studierenden benennen die Hauptgruppen metallischer und polymerer Werkstoffe sowie deren Herstellungsverfahren. (Wissen)
Die Studierenden erklären den Zusammenhang zwischen Mikrostruktur, Herstellungsbedingungen und Werkstoffeigenschaften. (Verstehen)
Die Studierenden klassifizieren Werkstoffe hinsichtlich ihrer Einsatzgebiete. (Verstehen)
Die Studierenden analysieren Gefügebilder und leiten daraus mechanische Eigenschaften ab. (Analysieren)
Die Studierenden beurteilen die Eignung eines Werkstoffs in einer thermisch belasteten Anwendung. (Evaluieren)
Die Studierenden bestimmen geeignete Wärmebehandlungen zur gezielten Eigenschaftsänderung. (Anwenden/Evaluieren)
   
Die Studierenden zeigen Bereitschaft, aktiv in Gruppen zu arbeiten. (Reagieren)
Die Studierenden organisieren Gruppenprozesse zur Lösung fachlicher Problemstellungen. (Organisieren)
Die Studierenden reflektieren Beiträge anderer Gruppenmitglieder und integrieren diese konstruktiv. (Werten)
Die Studierenden begründen ihre Entscheidungen bei der Werkstoffauswahl mit nachvollziehbaren Sachargumenten. (Werten)
Die Studierenden reflektieren ihre eigene Vorgehensweise und passen diese ggf. an. (Charakterisieren)
   
Die Studierenden recherchieren gezielt in Fachliteratur und Datenbanken. (Anwenden)
Sie vergleichen recherchierte Daten und bewerten deren Qualität und Relevanz. (Evaluieren)
   
Die Studierenden strukturieren ein Fachthema inhaltlich und methodisch sinnvoll. (Erstellen)
Sie präsentieren ihre Ergebnisse zielgruppengerecht mit geeigneten Medien. (Anwenden/Erschaffen)
Sie antworten auf kritische Nachfragen fundiert. (Evaluieren)

[letzte Änderung 16.01.2026]
Inhalt:
Werkstoffkunde
1. Strukturbeschreibung von Werkstoffen
 1.1 Atomaufbau & Periodensystem
 1.2 Bindungsarten
 1.3 Strukturbeschreibungen von Werkstoffen
 1.4 Lennard-Jones-Potential Energie & Kraft-Atomabstandskurve
 1.5 Einführung in die Kristallographie
 1.6 Idealkristalle
   1.a. Exkurs: Für Werkstoffkunde relevante Begriffe und Definitionen der Mechanik
    1.a.1 Kraft, Spannung, Dehnung, Elastizität, Plasizität
    1.a.2 Zusammenhang Normalspannung zu Schubspannung
 1.7 Gitterbaufehler, deren Entstehung und ihre Bedeutung für das mechanische Verhalten (Festigkeit, Verformung...)
2. Mechanisches Werkstoffverhalten (von Metallen)
 2.1 Elastisches Werkstoffverhalten
 2.2 (Ideal-)Plastisches Werkstoffverhalten
3. Mechanische Werkstoffprüfung
 3.1 Zugversuch (Durchführung, Kenngrößen, Brucharten, Arten von Verfestigungskurven, Reckalterungseffekte, Verfestigungsmechanismen, Übungen)
 3.2 Kerbschlagbiegeversuch (Durchführung, Ergebnisinterpretation, Einflussfaktoren)
 3.3 Härteprüfung (Durchführung verschiedener Prüfmethoden, Auswertung, Bewertung, praktische Durchführungshinweise)
4. Legierungslehre
 4.1 Zustandsdiagramm Einstoffsysteme (z.B. Wasser)
 4.2 Zustandsdiagramme Zweistoffsysteme
 4.3 Hebelgesetz, Gibb´sche Phasenregel
 4.4 Wichtige Typen von (Teil-) Zustandsdiagrammen
5. Eisen-Kohlenstoffdiagramm
 5.1 Phasenmäßige Beschreibung
 5.2 Gefügeentwicklung
6. Thermisch aktivierte Vorgänge / Fertigungstechnische Werkstoffbeeinflussung
 6.1 Verfestigungsmechanismen und Möglichkeiten, diese zu aktivieren/deaktivieren
 6.2 Diffusion
 6.3 Erholung, Keimbildung, Keimwachstum, Rekristallisation
  6.4 Werkstofftechnik: Wärmebehandlungsverfahren
  6.4.1 Phasenumwandlungen Austenit & Abkühlverhalten --> Umwandlungsschaubilder
  6.4.2 Ausgewählte (Thermische und Thermochemische) Wärmebehandlungsverfahren
7. Gusseisen
 7.1 Abgrenzung zwischen Knetlegierungen und Gusslegierungen
 7.2 Gussverfahren inkl. ökonomischer Aspekte
 7.3 Gefügeausbildung (Graphitmorphologien -> Lamellar, Vermikular, Sphärisch & Matrix -> Ferritisch, Perlitisch, Martensitisch)
 7.4 Hartguss (Schalen und Vollhartguss)
 7.5 Temperguss

[letzte Änderung 16.01.2026]
Weitere Lehrmethoden und Medien:
interaktive seminaristische Vorlesung
Praktika im Labor in Kleingruppen


[letzte Änderung 29.04.2019]
Sonstige Informationen:
    


[letzte Änderung 14.06.2018]
Literatur:
Online und Bibliothek
 
Bargel/Schulze: „Werkstoffkunde“,  Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 12. bearb. Auflage 2018
Weißbach W., Dahms M., Jaroschek C.: „Werkstoffe und ihre Anwendungen: Metalle, Kunststoffe und mehr“, Springer Vieweg; 20., überarb. Auflage 2018
 
Nur Bibliothek
 
Läpple, V.: „Wärmebehandlung des Stahls“, Verlag Europa-Lernmittel, Haan-Gruiten, 11. aktualisierte Auflage 2014
Läpple, V., Kammer, C., Steuernagel, L.: „Werkstofftechnik Maschinenbau“, Verlag Europa-Lernmittel, Haan-Gruiten, 6. Auflage 2017
Greven, E., Magin, W.: „Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung für technische Berufe“, Verlag Handwerk und Technik; 18. Auflage 2015
 
Buchempfehlungen für Ingenieuranwärter:
Andy Weir - Der Marsianer - Gestrandet auf dem Mars

[letzte Änderung 23.07.2025]
 
[Sun Jan 18 00:09:51 CET 2026, CKEY=mwmla, BKEY=m3, CID=MAB_24_A_1.03.WSK, LANGUAGE=de, DATE=18.01.2026]