Das Volumendefizit von Eisen-Kohlenstoff -Gusslegierungen beim Erstarrungsprozess

Unter den Gussfehlern stellen die Volumenfehler (Makrolunker, Mikrolunker, Einfallstellen) eine häufige Ausschussursache dar. Mit Volumenfehlern behaftete Gussstücke lassen sich nur in Ausnahmefällen durch besondere Ausbesserungsmaßnahmen (z. B. Imprägnierung) in einen gebrauchsfähigen Zustand überführen. Die meisten dieser Gussstücke müssen zu Ausschuss erklärt werden. Das spezifische Volumen der gebräuchlichen Gussmetalle ist im flüssigen Zustand größer als im festen Zustand, beim Erstarren und Abkühlen unterliegen diese Metalle daher einer Kontraktion. Hierbei tritt ein Volumendefizit auf, das sich in Form von Fehlern wie Lunkern, Einfallstellen, Mikroporosität usw. äußert (Bild 1).
Lunkerung ergibt sich demzufolge aus der Wechselwirkung zwischen dem physikalischen Volumendefizit während des Erstarrungsablaufes und der Möglichkeit seines Ausgleiches durch Nachspeisung. Die Größe des technologischen Volumendefizits in Zusammenhang mit dem spezifischen Volumen ist in erster Linie eine Funktion des Gusswerkstoffes. Gegenüber dem Gesamtvolumendefizit ist seine Aufteilung im Gusskörper und auf die genannten Volumenfehlerarten vom Erstarrungsverlauf abhängig. Wichtige Einflussgrößen stellen dabei der Gasgehalt der Legierung, die Formwandbewegung bei Sandguss und die Grafitexpansion während der Erstarrung bei Gusseisenlegierungen dar. Typische Möglichkeiten des Erstarrungsablaufes sind in Bild 2 schematisch dargestellt und werden im Folgenden kurz beschrieben…