Kartenstapel

1. Thermisch: Abkühlgeschwindigkeit → Gefügefeinheit

2. Chemisch: Legierungszusammensetzung → Gefügeart (Graphit/Zementit)

3. Geometrisch: Form und Wanddicke → gleichmäßige Erstarrung

4. Zeitlich: Erstarrungsdauer → Seigerungen

5. Mechanisch: Behinderung der Schwindung → Risse, Spannungen

6. Gießtechnisch: Gießtemperatur, Speiser, Anschnitt → Fehlerfreiheit

• Abkühlgeschwindigkeit ändern

• Formstoff

• Wanddicke und Bauteilgeometrie

• Gießtemperatur

• Chemische Zusammensetzung

• Impfen / Kornfeinung

• Gießtechnik

  
  

Erstarrung – Einfluss auf Gussteileigenschaften

• Abkühlgeschwindigkeit → Gefügefeinheit → Festigkeit, Härte, Zähigkeit

• Temperaturführung → Erstarrungsart, Eigenspannungen → Rissneigung, Maßhaltigkeit

• Chemische Zusammensetzung → Phasen- / Graphitbildung → Festigkeit, Verschleiß

• Impfen / Kornfeinung → Keimzahl, Gefügegleichmäßigkeit → höhere Festigkeit, bessere Bearbeitbarkeit

• Gießtechnik → Lunker- und Porenbildung → Dichtheit, Qualität

Erstarrung beeinflusst Gefüge, Festigkeit, Bearbeitbarkeit und Fehlerfreiheit.

Umsetzung der Erstarrungsbeeinflussung

• Abkühlung: Formstoff, Wanddicke, Kühleisen

• Temperatur: Gieß- und Formtemperatur

• Chemie: Legieren, Schmelzekorrektur

• Impfen: Impfmittel, Menge, Zeitpunkt

• Gießtechnik: Anschnitt, Speiser, gerichtete Erstarrung

Bestimmung der Eigenschaften von Gussteilen

• Mechanische Prüfungen → Zugversuch, Härteprüfung

• Gefügeuntersuchung → Metallographie (Mikroskop)

• Chemische Analyse → Bestimmung der Legierungselemente

• Zerstörungsfreie Prüfungen → Röntgen, Ultraschall (Poren, Lunker)

• Maß- und Sichtprüfung → Maßhaltigkeit, Oberflächenfehler

Bedingungen für Zementitbildung

• hohe Abkühlgeschwindigkeit

• kein / wenig Impfen

• niedriger Siliziumgehalt

• karbidbildende Elemente (z. B. Mn, Cr)

• starke Überhitzung der Schmelze

Bildung von Kugelgraphit

• Durch Zugabe von Magnesium (Mg) oder Cer (Ce) wird die Graphitbildung verändert.

• Die Elemente neutralisieren Oberflächenwachstum des Graphits.

• Graphit wächst nicht lamellar, sondern kugelförmig.

• Es entstehen Kugelgraphiteinlagerungen im Eisen.

Folge:

• höhere Festigkeit und Zähigkeit

• geringere Kerbwirkung als Lamellengraphit

Homogene Keimbildung (Aluminium)

• Keimbildung ohne Fremdpartikel

• erfolgt nur bei starker Unterkühlung

• in der Praxis selten

Heterogene Keimbildung (Aluminium)

• Keimbildung an Fremdstoffen (z. B. TiB₂)

• benötigt geringe Unterkühlung

• technisch gewünscht und üblich

Im stabilen System erstarrt Gusseisen zu Austenit und Graphit. Im metastabilen System erstarrt es zu Austenit und Zementit.