Volltext Seite (XML)
Bild 2. Gemessener Temperaturverlauf bei einem 150 mm dicken Messingbolzen während der Er starrung in einer gußeisernen Kokille (nach Roth) zum Ort des Auftretens des Effektes festgestellt. Die Erstarrungsfunktion wird aus den Versuchen nicht abgeleitet, da die thermometrische Messung zur Fest legung der Erstarrungsfunktion nur beschränkt heran gezogen werden kann. Sie versagt sowohl bei zu lang samem als auch bei zu schnellem Wärmeentzug. Eine unmittelbare Festlegung der Erstarrungsfunk tion an Stahl gelang B. matuschka [5]. Aus abge gossenen Blöcken wird in einer Zeitfolge der noch flüssige Inhalt beseitigt und die Stärke der bereits er starrten Kruste gemessen. In Bild 3 sind die an einem 215/245 mm Stahlrundblock gewonnenen Meßergeb nisse wiedergegeben. Die Kurven im Weg/Zeit- bzw. Bild 3. Zeitlich erstarrte Stahlschicht Hautstnrk Erstarrungsgeschwindigkeit . (nach Matuschka) e ä und Geschwindigkeit/Zeit-System zeigen, daß die Erstar rungsfront im Rundblock zu Anfang und Ende der Er starrung schnell fortschreitet. Dazwischen liegt ein Ge biet verhältnismäßig gleichmäßiger, langsamer Wande rungsgeschwindigkeit. In bezug auf die Kristallisations form vermutet matuschka, daß die Transkristalli sation durch Unterkühlung in den Randpartien ent steht. Sowohl das Temperaturfeld als auch die Erstarrungs funktion berechnet C. SCHWARZ [6] für einen Stahl block von 547 mm 0. Das Ergebnis ist im Bild 4 wie dergegeben. Oben ist das Temperaturfeld und unten die Zeitfunktion über dem Blockdurchmesser einge zeichnet. In bezug auf die Textur vermutet SCHWARZ, daß die augenblickliche Höhe der Erstarrungsgeschwin digkeit ausschlaggebend ist. Ist sie hoch, also in der Randpartie, dann tritt Transkristallisation auf, um nach dem Absinken unter einen gewissen Betrag eine globu- litische- Kernzone hervorzurufen. Die Erstarrungsfunk tion selbst verläuft stetig als Glockenkurve. Ihr stetiger Verlauf hat seinen Ursprung bereits in den funktionellen Ansätzen, da SCHWARZ zwar einen bestimmten Betrag an Überhitzungswärme berücksich tigt, jedoch rechnerisch eine vollständige Koppelung der abgeleiteten Wärmemengen durchführt. Dieser Fall kann, wie wir sehen werden, durchaus in der Praxis eintreten. Es besteht aber andererseits auch die Mög lichkeit, nacheinander zuerst die Überhitzungswärme und anschließend die Erstarrungswärme abzuführen. Die Überhitzungswärme ist ein labiler Wärmebetrag. Er kann in seiner absoluten Höhe geändert werden und unter bestimmten Bedingungen auch vollkommen frei beweglich sein. Werden die Wärmebeträge streng nacheinander abgeleitet, dann müßte zwar eine stetige Erstarrungsfunktion, allerdings anderer Gestalt, nicht als Glockenkurve, vorliegen. In allen Zwischenfällen muß die Erstarrungsfunktion unstetig verlaufen. Dann kann die Überhitzungswärme aus dem noch flüssigen Teil vollständig abfließen, während bereits vom Rand aus eine feste Kruste entsteht, wodurch der Kern Zeit hat, in seiner ganzen Masse auf Erstarrungstemperatur abzukühlen. Es liegt nahe, Unstetigkeiten im Verlauf der Erstarrungsfunktion mit Unstetigkeiten in der Tex tur eines Gußkörpers in Zusammenhang zu bringen, da beim Vorliegen einer stetigen Funktion ein plötzliches Umschlagen der Kristallanordnung nicht wahrschein lich ist. Im folgenden soll mit Hilfe graphischer Darstellung eine Analyse des Erstarrungsablaufes vorgenommen werden, um zu zeigen, wie verschiedene Gießbedin gungen die Erstarrungsfunktion und somit auch die Gußtextur beeinflussen können [7], A. Zunächst wird ein Idealfall betrachtet, die Er starrung einer Platte und eines Zylinders bei gleich bleibendem und bei abklingendem Wärmefluß, wobei das Gießgut keinerlei Überhitzungswärme enthält, also ausschließlich nur die Erstarrungswärme mit einem verhältnismäßig gleichen Anteil des Wärmeinhaltes der bereits erstarrten Kruste abgeführt wird. Diese Beträge sind zwangsläufig gekoppelt und werden summarisch im folgenden als Erstarrungswärme bezeichnet. Eine Störung des Erstarrungsablaufes, wie z. B. durch Un terkühlung, findet nicht statt. Der Wärmefluß steht jederzeit senkrecht zur Kühlfläche. Die graphische Dar stellung der Fälle zeigt das Bild 5.