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Fachbereich Maschinenbau Werkstofftechnik Prof. Dr.- Ing. W. Calles Blockguss1 Einzelne Blöcke Verfahren diskontinuierlich Lunkerbildung (Hohlräume durch.

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1 Fachbereich Maschinenbau Werkstofftechnik Prof. Dr.- Ing. W. Calles Blockguss1 Einzelne Blöcke Verfahren diskontinuierlich Lunkerbildung (Hohlräume durch Schrumpfung und behinderten Nachfluss) Poren (bei Erstarrung freiwerdendes Gas kann Schmelze nicht verlassen rundliche Poren) Seigerung (Konzentrationsunterschiede Kern: hoch konzentriert mit Dreck) Strangguss parallele Stränge Verfahren kontinuierlich bessere Wirtschaftlichkeit bei großen Mengen wenig Lunker schwache Seigerungen geringe Porenbildung

2 Fachbereich Maschinenbau Werkstofftechnik Prof. Dr.- Ing. W. Calles Blockguss2 Fehler – Lunkerbildung: Erstarrung am Rand und Oberfläche starke Unterkühlung hohe Keimzahl (fein) Wärmeabfuhr (sehr leicht) Erstarrungsfront Abkühlung und Erstarrung der Schmelze am Rand

3 Fachbereich Maschinenbau Werkstofftechnik Prof. Dr.- Ing. W. Calles Blockguss3 Fehler – Lunkerbildung: Erstarrung am Rand und Oberfläche starke Unterkühlung hohe Keimzahl (fein) Wärmeabfuhr (sehr leicht) Erstarrungsfront Stengelkristalle in Richtung Wärmeabfuhr Bildung von Stengelkristallen

4 Fachbereich Maschinenbau Werkstofftechnik Prof. Dr.- Ing. W. Calles Blockguss4 Fehler – Lunkerbildung: Erstarrung am Rand und Oberfläche starke Unterkühlung hohe Keimzahl (fein) Erstarrung am Rand und Oberfläche Wärmeabfuhr (sehr leicht) Erstarrungsfront Weiteres Abkühlen und Erstarren der Schmelze

5 Fachbereich Maschinenbau Werkstofftechnik Prof. Dr.- Ing. W. Calles Blockguss5 Fehler – Lunkerbildung: Erstarrung am Rand und Oberfläche starke Unterkühlung hohe Keimzahl (fein) Erstarrung am Rand und Oberfläche Behinderter Nachfluss/ Volumendefizit Hohlraum im Inneren (Lunker) Abhilfe: Restschmelze erstarrt außerhalb Wärmeabfuhr (sehr leicht) Erstarrungsfront Lunker Bildung eines Lunkers

6 Fachbereich Maschinenbau Werkstofftechnik Prof. Dr.- Ing. W. Calles Blockguss6 spez. Volumen Temperatur Erstarrung Abnahme spez. Volumen Abhängigkeit von Temperatur und Spez. Volumen

7 Fachbereich Maschinenbau Werkstofftechnik Prof. Dr.- Ing. W. Calles Blockguss7 Fehler – Blasen- / Porenbildung: Erstarrung am Rand und Oberfläche Wärmeabfuhr (sehr leicht) Erstarrungsfront Abkühlung und Erstarrung der Schmelze am Rand

8 Fachbereich Maschinenbau Werkstofftechnik Prof. Dr.- Ing. W. Calles Blockguss8 Fehler – Blasen- / Porenbildung: Erstarrung am Rand und Oberfläche Wärmeabfuhr (sehr leicht) Erstarrungsfront Blasen Bildung von Blasen bzw. Poren

9 Fachbereich Maschinenbau Werkstofftechnik Prof. Dr.- Ing. W. Calles Blockguss9 Fehler – Blasen- / Porenbildung: Erstarrung am Rand und Oberfläche Gasblasen in Restschmelze Gasblasendichte (mit zunehmender Erst.) Wärmeabfuhr (sehr leicht) Erstarrungsfront Blasen Zunahme der Gasblasendicht bei der Abkühlung Fehler – Blasen- / Porenbildung: Erstarrung am Rand und Oberfläche Gasblasen in Restschmelze Gasblasendichte (mit zunehmender Erst.)

10 Fachbereich Maschinenbau Werkstofftechnik Prof. Dr.- Ing. W. Calles Blockguss10 Fehler – Blasen- / Porenbildung: Erstarrung am Rand und Oberfläche Gasblasen in Restschmelze Gasblasendichte (mit zunehmender Erst.) Wärmeabfuhr (sehr leicht) Erstarrungsfront Blasen Blockade in zäher Schmelze Entstehen einer Blockade in der Schmelze

11 Fachbereich Maschinenbau Werkstofftechnik Prof. Dr.- Ing. W. Calles Blockguss11 Gaslöslichkeit Temperatur Erstarrung freiwerdendes Gas Abhängigkeit von Temperatur und Gaslöslichkeit Reduzierung durch Vakuumentgasung

12 Fachbereich Maschinenbau Werkstofftechnik Prof. Dr.- Ing. W. Calles Blockguss12 Fehler – Blasen- / Porenbildung: Erstarrung am Rand und Oberfläche Gasblasen in Restschmelze Gasblasendichte (mit zunehmender Erst.) Aufsteigen eines Teils der Blasen Einfangen in zäher Schmelze Poren (rund) Abhilfe: langsame Erstarrung || Nachfluss Vakuumentgasung vor Erstarrung Wärmeabfuhr (sehr leicht) Erstarrungsfront Blasen Aufsteigen eines Teils der Blasen aus der Schmelze

13 Fachbereich Maschinenbau Werkstofftechnik Prof. Dr.- Ing. W. Calles Blockguss13 Fehler – Seigerung: Erstarrungsfront Temperatur C Le/Dreck C Abkühlen und Erstarrung der Schmelze

14 Fachbereich Maschinenbau Werkstofftechnik Prof. Dr.- Ing. W. Calles Blockguss14 Fehler – Seigerung: Erstarrungsfront Temperatur C Le/Dreck C 1.: C γ1 Aufkonzentration Cγ1Cγ1 1 Aufkonzentration der Schmelze

15 Fachbereich Maschinenbau Werkstofftechnik Prof. Dr.- Ing. W. Calles Blockguss15 Fehler – Seigerung: Temperatur C Le/Dreck C Cγ1Cγ1 Restschmelze mit C S2 2.: C γ2 2 Cγ2Cγ2 C S2 1 Entstehen von Restschmelze

16 Fachbereich Maschinenbau Werkstofftechnik Prof. Dr.- Ing. W. Calles Blockguss16 Fehler – Seigerung : Was geschah ? Mit Erstarrung: Aufkonzentration (Folie 14) Rand: niedrig legiert Kern (Restschmelze): hoch legiert mit Verunreinigungen Abhilfe: Homogenisierungsglühen nach Erstarrung (Konzentrationsausgleich durch Diffusion) Restschmelze mit C S2 Entstehen von Restschmelze

17 Fachbereich Maschinenbau Werkstofftechnik Prof. Dr.- Ing. W. Calles Blockguss17 Fehler – Inhomogene Struktur: Rand: –hohe Abkühlgeschwindigkeit –viele Keime –feinkörnig Rand: schnelles Abkühlen der Schmelze und Entstehen vieler kleiner Keime

18 Fachbereich Maschinenbau Werkstofftechnik Prof. Dr.- Ing. W. Calles Blockguss18 Wärmeabfluss (radial) Stengelkristalle in Richtung Wärmeabfuhr Fehler – Inhomogene Struktur: Rand: –hohe Abkühlgeschwindigkeit –viele Keime –feinkörnig Mitte: –langsame Abkühlung –Isolation durch Randschicht –Kristalle längs Wärmefluss –Bildung von Stängelkristallen Mitte: Bildung von Stengelkristallen

19 Fachbereich Maschinenbau Werkstofftechnik Prof. Dr.- Ing. W. Calles Blockguss19 Fehler – Inhomogene Struktur: Rand: –hohe Abkühlgeschwindigkeit –viele Keime –feinkörnig Mitte: –langsame Abkühlung –Isolation durch Randschicht –Kristalle längs Wärmefluss –Bildung von Stängelkristallen Zentrum: –Aufkonzentration nichtmet. Einschlüsse in Restschmelze –viele Keime (Fremdkeime) –Feinkorn nichtmet. Einschlüsse Kristall Zentrum: Aufkonzentration nichtmet. Einschlüsse

20 Fachbereich Maschinenbau Werkstofftechnik Prof. Dr.- Ing. W. Calles Blockguss20 Fehler – Inhomogene Struktur: Rand: –hohe Abkühlgeschwindigkeit –viele Keime –feinkörnig Mitte: –langsame Abkühlung –Isolation durch Randschicht –Kristalle längs Wärmefluss –Bildung von Stängelkristallen Zentrum: –Aufkonzentration nichtmet. Einschlüsse in Restschmelze –viele Keime (Fremdkeime) –Feinkorn nichtmet. Einschlüsse wachsende Kristalle Zentrum: Aufkonzentration nichtmet. Einschlüsse, wachsen der Kristalle


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