Verfahren diskontinuierlich

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1 Verfahren diskontinuierlich
Fachbereich Maschinenbau Werkstofftechnik Prof. Dr.- Ing. W. Calles Blockguss 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 Blockguss

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

12 Fehler – Blasen- / Porenbildung: Erstarrung am Rand und Oberfläche
Fachbereich Maschinenbau Werkstofftechnik Prof. Dr.- Ing. W. Calles 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 Erstarrungsfront Wärmeabfuhr (sehr leicht) Aufsteigen eines Teils der Blasen aus der Schmelze Blasen Blockguss

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

14 Aufkonzentration Fehler – Seigerung: Temperatur C 1.: Cγ1 Cγ1 1
Fachbereich Maschinenbau Werkstofftechnik Prof. Dr.- Ing. W. Calles Fehler – Seigerung: Temperatur C Aufkonzentration 1.: Cγ1 Cγ1 1 CLe/Dreck Erstarrungsfront Aufkonzentration der Schmelze Blockguss

15 Fehler – Seigerung: Temperatur Restschmelze mit CS2 2.: Cγ2 1 2
Fachbereich Maschinenbau Werkstofftechnik Prof. Dr.- Ing. W. Calles Fehler – Seigerung: Temperatur C Restschmelze mit CS2 2.: Cγ2 Cγ1 1 2 CLe/Dreck Entstehen von Restschmelze Cγ2 CS2 Blockguss

16 Mit Erstarrung: Aufkonzentration (Folie 14) Rand: niedrig legiert
Fachbereich Maschinenbau Werkstofftechnik Prof. Dr.- Ing. W. Calles 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 CS2 Entstehen von Restschmelze Blockguss

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

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

19 Fehler – Inhomogene Struktur: Rand: hohe Abkühlgeschwindigkeit
Fachbereich Maschinenbau Werkstofftechnik Prof. Dr.- Ing. W. Calles 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 Zentrum: Aufkonzentration nichtmet. Einschlüsse nichtmet. Einschlüsse Kristall Blockguss

20 Fehler – Inhomogene Struktur: Rand: hohe Abkühlgeschwindigkeit
Fachbereich Maschinenbau Werkstofftechnik Prof. Dr.- Ing. W. Calles 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 Zentrum: Aufkonzentration nichtmet. Einschlüsse, wachsen der Kristalle nichtmet. Einschlüsse wachsende Kristalle Blockguss