Quantifiziergung der Gusshaut - Quantifizierung der Gusshaut in Gusseisen mit Kugel- und Vermikulargraphit und ihre Auswirkung auf die mechanischen Eigenschaften

摘要

Die mechanischen Eigenschaften von Gusseisen mit Kugelgraphit (GJS) und Gusseisen mit Vermikulargraphit (GJV) werden normgemass an bearbeiteten Proben bestimmt. Allerdings wird auf den meisten Gussteiloberflachen die Gusshaut belassen. Diese oberflachliche Schicht beinhaltet Charakteristiken sowohl aus der Oberflache als auch aus dem Gefuge knapp darunter. Aufgrund dieser Gusshaut sind die mechanischen Eigenschaften des Gussteils typischerweise deutlich geringer als diejenigen, die an den allseitig bearbeiteten Normproben ermittelt wurden. Die technische Zielsetzung der gegenstandlichen Arbeit war, die einzelnen Parameter zu idendifizieren, die die Qualitat der Gusshaut in GJS und GJV definieren sowie eine Methode zur Messung der Gusshautdicke zu entwickeln, um den Einfluss in dunnwandigen Spharogussteilen von 2 bis 6 mm Wandstarke zu bestimmen. Die Eigenschaften der Gusshaut setzen sich sowohl aus den Eigenschaften der Oberflache (Rauhheit) und den Gefugeeigenschaften darunter (Graphitentartung, Graphitverarmung, perlitische Randzone) zusammen. Messungen der Graphitform wurden zur Bestimmung der Graphitentartung angewandt. Graphitflachenmessungen dienten zur Bestimmung der Schichtdicke mit Graphitverarmung. Anhand von Mikrohartemessungen konnten die Eigenschaften von Perlitsaumen bestimmt werden. Die durchschnittliche Dicke der Gusshaut bei dunnwandigen GJS-Bauteilen bewegte sich im Bereich von 0,15 bis 0,45 mm und fur GJV-Teile von 0,7 bis 2,5 mm. Es konnte gezeigt werden, dass die Festigkeit mit zunehmender Gusshautdicke abnahm. Fur die Zugfestigkeit und die Dehngrenze konnte ein Gusshautfaktor (Verhaltnis zwischen der Festigkeit einer Probe mit Oberflache im Gusszustand und im bearbeiteten Zustand) von 0,93 bestimmt werden. Dieser Wert sollte als obere Grenze betrachtet werden, da nur eine Oberflache der Testteilgeometrie eine Gusshaut aufwies. Daher kann bei dunnwandigen Teilen durchaus mit einer hoheren Festigkeitsreduktion gerechnet werden. Berechnungen der Diffusion bestatigten, dass die Graphitentartung, Graphitverarmung und der Perlitsaum an der Gussteiloberflache ein Ergebnis der Magnesium- und Kohlenstoffverarmung an der Grenzflache Form/Schmelze aufgrund von Oxidation sind. Eine Kohlenstoffdiffusion aus der Form kann zur Bildung einer perlitischen Randzone fuhren.