WKI K5

• Lunker, Schwindungshohlräume, Heißrisse, Kaltrisse, Schrumpfmaß muss bei
• Konstruktion berücksichtigt werden

• Kühlt man eine Schmelze ab, so beginnt bei erreichen der
• Liquidustemperatur die Kristallitsation der Metalla. Dann erfolgt die
• Volumenabnahme delta(V) (Schwindung).

• Im festen Zustand verringert sich das Volumen weiter, auf Grund der
• Abnehmenden Schwingung der Atome.

• Lunker sind Stellen an denem im Gussteil Material fehlt. Sie treten in
• verschiedenen Formen auf.

Innenlunker: "Blasen" im inneren das Bauteils


Außenlunker: Einfallstellen an der Außenseite des Bauteils

• Kopflunker: typischer Außenlunker, entsteht durch Absacken des
• Flüssigkeitsspiegels

• Fadenlunker: Zieht sich vom Kopflunker durch das ganze Bauteil, schwer
• zu entdecken.

Fußlunker: Findet man häufig am unteren Ende von Fadenlunkern

• Makrolunker lassen sich durch gießtechnische Maßnahmen, z.B. durch das
• Anbringen eines Steigers vermeiden.

• Die Einlagerung von Fremdatomen im Kristallkeim ist mit Schwierigkeiten
• verbunden. Sind die ersten entstandenen Keime reiner, so kommt es an der
• Erstarrungsfront zwangsläufig zu Entmischungen. Die Schmelze hat hier einen
• Überhang an Fremdatomen. Die darüber liegende Schmelzschicht hat eine
• niedrigere Liquidustemperatur als der Rest der Schmelze. Es entsteht ein
• unterkühlter Schmelzbereich.

• Das Verhältnis des Temperaturgradienten G zur Wachstumsgeschwindigkeit R
• muss klein ntrum sein!

• Die einzelnen Dendriten werden auch als Arme bezeichnet. Der
• Dendritenarmabstand ist also der Abstand der einzelnen Dendriten. Er ist von
• der örtlichen Abkühlgeschwindigkeit V(x) abhängig.

• Größe der Erstarrungsintervalle, Höhe der Abkühlgeschwindigkeit, von
• Diffusionskoeffizienten und Legierungselementen

• Zwischen einzelnen Dendriten befindet sich eine mit Stoff angereicherte
• Restschmelze. Diese wird durch Konvektion nach innen zum kühlenden Block
• getragen. Dies führt zu einem Anstieg der Konzentration von Aussen nach Innen
• und im Zentrum zu einer Mittellinienseigerung an der sich auch noch
• Verunreinigungen anhäufen.

• Von Unten nach Oben steigt die Konzentration von Legierungselementen und
• Verunreinigungen an. Man spricht von vertikaler Makroseigerung. Sie kommt
• daher, dass die am Rand gebildeten Dendritenarme durch Konvektion abgelöst
• werden und nach unten sinken. Die Dendritenarme sind reiner als die
• Restschmelze, was zu einer Anhäufung des reinen Materials am Fuß führt.

Größere Abkühlgeschwindigkeit führt zu:

• Dendritenarmabstand --> Kerbschlagarbeit, Einschlussgröße -->
• Schwingungsfestigkeit, Karbidgröße --> Abrasionswiderstand,
• Makroseigerungsgrad --> Korrossionswiderstand

• Beim Gießen, vor allem von großen Bauteilen, treten Seigerungen auf, die
• die mechanischen Eigenschaften erheblich verschlechtern. Pulvermetallurgische
• Verfahren sind Seigerungsarm, da die Materialien nicht von Aussen nach Innen
• abkühlen.

• Metalle werden in einem Gießstrahl verdüst, hierbei entsteht
• Metallpulver, es wird mit Sinterhilfen und Gleitmitteln vermischt, es wird
• gesintert, beim Vorsintern wird das Gleitmittel ausgebrannt, was sehr langsam
• geschehen muss, da der entstehende Gasdruck ansonsten den "Grünling"
• sprengen könnte,das Sintern selbst geschieht anschließend- nahe der
• Solidustemperatur, zum Schluss werden die Teile noch kalibriert, d.h.
• nachgepresst.

• Während des Sinterns kommt es zu intensiven Diffusionsvorgängen, die man
• auch Diffusionsschweißen nennt. Die diffundierten Metallatome füllen
• anschließend die Leerstellen zwischen den einzelnen Pulverkügelchen auf. Dieser
• Vorgang funktioniert besonders gut, wenn die Kugeln unterschiedliche Größe
• haben. Die niedrigste Restporösität lässt sich im Vakuumofen erzielen.

• Warmumformung: T größer/gleich 0,7T(s); Halbwarmumf: T zwischen 0,3T(s)
• und 0,7T(s); Kaltumformung: T kleiner 0,3T(s)

• Fließkurven dienen der Beurteilung des Verformungsgrades von Metallen.
• Aus ihnen kann man die benötigten Umformkräfte und die erwartete Verfestigung
• ablesen.

• Den größten Einfluss auf das Gefüge hat die Verformungsendtemperatur.
• Beim Warmumformen wird das Material während den einzelnen Umformschritten immer
• weniger erhitzt, da beim Abkühlen die Körner jeweils wieder wachsen. Ist die
• Temperatur der letzten Stufe möglichst gering, so ist die Abkühlungsdauer kurz
• und die Körner werden nicht wieder viel gößer.

• Da sich Metalle bei einer Warmumformung nicht verfestigen, ist eine
• Erhöhung des Formänderungsvermögens zu erwarten.

• Desoxidationsprodukte (Schlacke) zerbröckeln, da sie härter als die sie
• umgebende Stahlmatrix sind. Ausscheidungsprodukte (Sulfide) sind weicher und
• strecken sich Bandwurm-artig aus.

• Beim Warmumformen erkennt man eine Steigerung der Zähigkeitswerte in
• Längs- bzw. Walzrichtung. In Querrichtung jedoch eine ausgesprochene
• Verminderung. Die liegt an der Ausstreckung der nichtmetallischen Einschlüsse
• in Querrichtung.

• Bildung einer Zunderschicht (Fe-O-Verbindung) auf Grund der großen
• Hitze. Entkohlung, da der Kohlenstoff in den Randzonen auch mit dem Sauerstoff
• reagiert. Überwalzungen, Überschneidungen und randnahe Risse können auftreten.

• Keine Selbstdiffusion auf Grund der niedrigen Temperatur;
• Festigkeitserhöhung durch Kaltverfestigung; Höhere Maßtoleranzen möglich;
• Höhere Oberflächengüte; Keine Oxidation