Leiter des wirtschaftlichen Teiles
Dr. S>r.>3ng. e. h. W. Beumer, Geschäftsführer der Nordwestlichen Gruppe des Vereins deutscher
Eisen- und Stahl
industrieller.
STAHL IM EISEN
Leiter des technischen Teiles
S>r.<Sng.
0. Petersen geschäftsführendes Vorstandsmitglied des
Vereins deutscher Eisenhütten
leute.
Z E I T S C H R I F T
F Ü R D A S D E U T S C H E E I S E N H Ü T T E N W E S E N .
N r . 39. 2 7 . S e p t e m b e r 1923. 4 3 . Jah rgan g.
f f Versuche,: zur Klärung der Abhängigkeit der Schw indung und Lunkerung beim G ußeisen von der Gattierung.
Von Prof. Dr.=3ng. e. h. 0 . B a u e r in B erlin -D a h lem und D irek to r K. S i p p in M a n n h eim 1).
(Versuchsbedingungen. E rstarrungs- und Schidindungskurveri. E in flu ß der G ießtem peratur. Zusammenhang zwischen Gesam tschwindung u nd L u n k erb ild u n g . RaumgeuAchl, B iegefestigkeit, Gefüge. E in flu ß von Si, Mn,
P und S. M aßgebender E in flu ß der G raphitausscheidung.)
D
ie n a ch steh en d “b e sc h r ieb en e n ] V ersu che sin d auf V eran lassu n g des T ech n isch en H a u p ta u s- sch u sses für G ieß ereiw esen v o n e in em U n tera u ssch u ß , b estehend aus d en b e id e n V erfa ssern , fern er F re iherrn v. G i e n a n t h (E isen b erg ) u n d D ir ek to r A . D i e f e n t h ä l e r (M annheim ) m it U n te r stü tz u n g der F irm a H ein rich L a n z in M an nh eim du rchgefüh rt w orden.
G em äß dem A r b e itsp la n des U n tera u ssch u sses
■ s o llte in F o rtfü h ru n g der fr ü h eren D ie fen th ä ler - sc h e n V e rs u c h e 2) zu n ä ch st fe s tg e s te llt w erd en , ob S iliz iu m , M angan, P h o sp h o r u n d S c h w efe l ein en d eu tlich erk en n b aren E in flu ß auf S ch w in d u n g und L u n k eru n g des G uß eisens au sü b en , in w elch er R ich tu n g dieser E influß lie g t u n d ob z w isc h e n S c h w in d u n g u n d L u n k eru n g se lb st e in u rsächlich er Zu
sam m en h an g b esteh t.
V orversu ch e m it ein em sch w ed isch en H o lz k o h len ro h eisen m it 3 ,35 % G esa m tk o h len sto ff, S p u ren Si. 0 ,2 0 % Mn, 0 ,07 % P u n d 0,0 1 7 % S, das im T iegel m it w ech seln d en S iliz iu m z u sä tz e n u m ge
sch m olzen w urde, h a tte n a ls g e e ig n e te n n ied rig sten G ehalt, um Grauguß b ei dieser Z u sa m m en setzu n g z u erh alten, 0 ,5 % S i e rg e b e n ; daher w u rd en aus dem H o lzk o h len ro h eise n m it d iesem S iliz iu m g eh a lt en tsp rech en den Z u sä tze n an 8 0 p ro z en tig e m F errosiliziu m drei V ersu ch sreih en m it ste ig en d e n G e
h a lte n an M angan (0 ,5 , 1,0, 1,5 un d 2,5 % ), an P hosp hor (0 ,5 , 1,0, 1,5 u n d 2 ,0 % ) u n d S c h w efe l (0 ,0 5 , 0 ,1 5 , 0 ,2 6 un d 0 ,3 0 % ) ersch m o lzen , w äh rend du rch ein e beson d ere S c h m e lze aus g ew ö h n lich er G a ttieru n g m it etw a 2 % S i der A n sch lu ß an die D ie fen th ä lersch en G a ttie ru n g e n erreich t w urde.
D ie A b m essu n gen der P r o b estä b e g eh e n aus A bb. 1 h erv o r, zur B e stim m u n g der S ch w in d u n g d ie n te der in A b b . 2 sc h e m a tisc h d a r g e stellte S ch w in d u n gsm esser n ach D ie fe n th ä le r -S ip p 8). >4 F ü r d ie D u rch fü h ru n g der V e rsu c h e g a lt fo l
gen d es:
1. A us jed em T iegel wurde je e in P rob estab m öglich st h e i ß (n ach folgen d m it h b e z eich n e t) und ein er m ö g lich st k a l t (n ach folgen d m it k b ezeich n et) v ergossen .
2. A u ßer der B estim m u n g der G ieß h itze wurde b ei jed em S tab die T em p eratu r am ä u ß eren U m fa n g O (10 m m E in ta u c h tie fe des T h erm o elem en tes im P r ism en teil des P ro b esta b es) sow ie in der S ta b m itte M (75 m m E in ta u ch tie fe des T h erm oelem en tes im v e r d ic k te n Teil) s e lb sttä tig auf g e ze ic h n et, um das T em p era tu rg efä lle zw isch en ä u ß erem U m fan g un d M itte fe stzu ste lle n .
3. D ie S ch w in d u n g sk u rv en w urden s e lb sttä tig auf der T rom m el T des S ch w in d u n gsm essers auf
g e ze ic h n et un d sch ließ -
S S 2ll_ POO hoopi'- lich noch das G esa m t
sch w in d m aß durch die S ch ieb eleh re S n a ch g e
prüft.
4. N a ch dem v ö lli
g en E r k a lte n w u rd en
die S tä b e zu n ä ch st auf A u ß en lu n k er u n tersu ch t und darauf an der d ic k ste n S te lle g esp ren gt, u m den e tw a ig e n In n en lu n k er J freizu leg en .
Abbildung 1. Lunkerstab.
U Nach einem Vortrag von Prof. Sr.*5fng. O- B a u e r , gehalten bei der 7. Sitzung des Technischen H aup t
ausschusses für Gießerei wesen am 22. August 1923 zu Hamburg.
2) Vgl. St. u. E. 32 (1912), S. 1813/9.
3) Vgl. St. u. E. 32 (1912), S. 1813.
X X X IX ...
Abbildung 2. Schwindungsmesser nach Diefenthäler-Sipp.
5. D ie F e s ts te llu n g des L u n k erv o lu m en s g e schah durch A u sfü llu n g der H oh lräu m e durch P e tro leu m ; b e i d en fla ch en A u ß en lu n k ern A w urde ein e le ic h t p la stisc h e W a ch sm isch u n g v erw a n d t.
6. Zur B e stim m u n g des R a u m g ew ic h ts w u rd en d ich t h in te r dem v e r d ic k te n T eil der S tä b e Z ylin der v o n 21 m m D u rch m esser u n d 2 0 m m L ä n g e e n t
n om m en; d eren g en au e M aße u n d G ew ic h te w u rd en e r m itte lt u n d daraus das R a u m g ew ich t b erech n et.
156
1240 S tahl und Eisen. S c h w i n d u n g u n d L u n k e r u n g b e im G u ß e ise n . 43. Ja h rg . N r. 39.
7. S ch ließ lich w urde noch d ie B ie g e fe s tig k e it und D u rch b iegu n g an den p rism a tisch en T eilen der P rob estäb e b ei 55 0 m m S tü tz w e ite er m ittelt, w ob ei d ie im Guß oben lieg en d e S e ite a ls D ru c k seite v e r w en d et w u rd e.
8. V o n a llen P ro b estä b e n w u rd en u n m ittelb a r h in ter den P ro b en fü r d ie R a u m g ew ich tsb estim m u n gen S ch liffe für die G efü geu ntersu ch un g en t
nom m en.
V ersuchsergebnisse:
a) C h e m i s c h e Z u s a m m e n s e t z u n g d e r S c h m e l z e n . In Z a h len ta fel 1 sin d d ie A n a ly sen
sch n ell u n d sicher ein zu fü h ren , w od u rch e in ig e S ch m elzen w eiterg eh en d a b k ü h lte n a ls and ere.
c) D i e E r s t a r r u n g s k u r v e n au s der S ta b m itte M z e ig te n im a llg e m ein en nur zu B e g in n der E rstarru n g d eu tlich e U n ter sc h ie d e g eg en ü b er den an der S ta b o b erflä ch e 0 auf g en o m m en en K u r v en , und zw ar war b e i 0 v ielfa ch ein e d eu tlich e U n ter k ü h lu n g zu b eo b a ch ten , die b e i ein ig e n S c h m e lz e n 40 0 u n d m ehr b etru g. H a tte d ie E rsta rru n g je d o ch b e gon n en , so g lich sich der T em p era tu ru n tersch ied zw isch en M u n d 0 w ied er sehr sch n ell au s, so d aß der w e iter e V erlau f der K u rv en z w isch en M u n d G
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Abbildung 3. Silizium-Reihe Gesamtschwindung in %
Lunkervolumen in cm3
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Abbildung 5. Phosphor-Reihe Gesamtschwindung in %
Lunkervolumen in cm3
220 200 V 3° ^
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/H a n g a n /n %
Abbildung 4. Mangan-Reihe Gesamtschwindung in %
Lunkervolumen in cm3
aller S ch m elzen zu sa m m en g este llt. Im a llg e m ein en w ar es g elu n g en , d ie b ea b s ic h tig te n G eh a lte an S iliz iu m , M angan, P h osp h or un d S ch w efel e in z u h a lte n , nur der S iliziu m g e h a lt ist b e i ein ig e n S ch m elzen (8, 9, 12 u n d 13) etw a s h ö h er a ls b eab
sic h tig t a u sg efa llen . D ie ch em isch e Z u sam m en se tzu n g der Z u sa tzsch m elze 18 en tsp rich t e tw a der Z u sa m m en setzu n g der S ch m elze 1 v o n D ie fen - th ä le r, sie le it e t d em n ach z u den D iefen th ä ler sch en V ersu ch en h in ü b er.
b) D i e G i e ß t e m p e r a t u r (sieh e Z a h le n ta fe l 1).
D ie sta r k e n S ch w a n k u n g en b ei d en e in z e ln e n S ch m elzen erk lären sich dadurch, daß es n a m e n tlich b e im Z u satz Von F erro siliziu m m itu n te r S ch w ie rig k e ite n m a c h te , das sp ez ifisc h leic h ter e F er ro siliziu m
O 0 ,0 0 0 ,0 0 0,72 0 ,7 0 0 ,2 0 0.2 V 0 3 0 0 3 2 S c/7 7 0 ef& / 777 O/O
Abbildung 6. Schwefel-Reihe Gesamt schwindung in °/o
Lunkervolumen in cm*
n ah ezu der g leic h e w ar. B e zü g lic h des A u ftreten s der H a lte p u n k te is t n ic h ts w e se n tlich N eu es zu b em erk en .
d) D i e S c h w i n d u n g s k u r v e n . I n Z a h len t a f e l 1 ist le d ig lic h das G esa m tsch w in d m a ß in P ro
z e n te n an g eg eb en . D er V erla u f der S ch w in d u n g s
k u rv e n w ar im a llg e m ein en der aus d en älteren A r b e iten v o n D ie fen th ä ler u n d W ü st b e r eits b e
k a n n te .
Im e in z e ln e n is t n och zu b em erk en :
1. Zu B e g in n der E r sta r ru n g z e ig te n a lle S ch m el
z en ein e z u m T e il r ech t b e tr ä c h tlic h e A u sd eh n u n g, deren G rö ß e, in U e b e r e in s tim m u n g m it d en A n ga b en v o n W ü st, in Z u sa m m en h a n g m it der Größe des E rsta rru n g sin ter V a lle s z u s te h e n sc h e in t. I n
Zahlentafel
27. S eptem ber 1923. S c h w i n d u n g u n d L u n k e r u n g b e im G u ß e ise n . S ta h l und Eisen. 1241
.j Biegeproben Stabk J= , cn
« <u «= E
= = § , E 1,3 «M IO —1
©Í* <N <N <N C5_ CO
43 ** ©Í ""1. °°„ 05
<N f-T rn" —T £ ® CT» 05 —' 00 — £.—' 1
Bruch grenze ob' kg/mm2
CG 26,0 26,2 22,0 15,7 CO g CD tJH^
•—< tjT cg
<M 0D (M 26,4 24,2 22,9 22,7 Zur Lunl vorher du 24,3 21,5 Stabzi 1 CO Stabh Durch bie gung mm 1,3 >-H 00^ <M —<
CO ©f CO CG
© rO oo^
CO CsT oí
o 2,8 1,9 2,2 2,0 2.5 2.5 2.6 3,0
Bruch grenze °b' kg/mm2 9*61 t> »O <N ©*
r^ cd co io
Ol (M (M r—( 24,9 ni 23.0 17.0 23.2 25.3 22,1 19,8 23.4 27,2 22,8 25.4 ©
Raumgewicht in g/cm8 Stab k zu hartzum Bearbeiten 7,280 7,203 7,078 7,172 7,159 7,270 7,281 7,101 7,270 7,286 7,251 ; zum eiten 1
Stab h 7,298 7,225 7,097 7,182 7,157 7,093 7,272 7,263 7,153 7,135 7,272 7,286 1 7,251 zu hart Bearb 00 1 TtCO
s I a
■ a l°5 O O hl ►
Stab k 09 42 72 0 0 24 155 57 0 73 21 0 0 551 157 139 261
1
Stab h 124 120 107 132 95 187 253 147 68 124 123 124 96 113 207 113 139
CDCG
Lunkerform Abb.
Ó Ci 5 S 1 1 Is- 05 .-H I
—< ^4 (M I 24 26 30 32 34 36 1
'ö© 3o toM
©>
'S•M M Xia
OQ großerInnenlunkerJ langgestreckter InnenlunkerJ zweiübereinanderliegende InnenlunkerJ keinLunker kleine,bla'enförmige InnenlunkerJ trichterförmig. AußenlunkerA mit Einbruchstellenachinnen flacher,weitverzweigter InnenlunkerJ keinLunker langerInnenlunkerJ mit seitlicherOeffnung kurzerInnenlunkerJ mit seitlicherOeffnung keinLunker flacher InnenlunkerJ großer, flacher InnenlunkerJ tt großer,langgestreckter InnenlunkerJ Schmelzenicht vollständig ausgelaufen SS3
<¡
Ú 00
i> O CN Tt IO
16 18 20 22 23 25 27 28 C5 —< CO O
<M CO CO CO « 1
Stabh (heißvergossen) trichterförmiger, großer AußenlunkerA langgezogener, großer AußenlunkerA AußenlunkerA und kleiner InnenlunkerJ flacher,breiter AußenlunkerA flacher AußenlunkerA flacher AußenlunkerA trichterförmiger,großer AußenlunkerA flacher,z. T. trichterförmiger AußenlunkerA flacher AußenlunkerA breiter, großerAußenlunkerA großer, flacher AußenlunkerA tt ft flacher AußenlunkerA großer,z. T. trichterförmiger AußenlunkerA verzweigter,z. T. trichter förmigerAußenlunkerA AußenlunkerA mit kleinem InnenlunkerJ sehrlanggezogener, flacher AußenlunkerA . <aca
rt S a a 'a ^ ca fl
£ '£ .fl OjoCO
Stab k 1,80 (0,97) 1,41 1,37 1,25 0,995 0,73 1,05 0,80 1,35 1,19 0,995 0,877 1,35 1,40 1,37 1,44 98‘C
Stab h CO
1,39 1,38 1,32 1,09 0,95 0,51 1,01 0,94 1,29 1,14 0,974 0,923 1.39 1,36 1.40 1.41
00
Gießhitze0° Stab k o
CO
1190 1300 1280 1210 1200 1220 1210 1200 1250 1270 1200 1180 1180 1220 1200 1210 o
05 oT*
CO
Stab h 1360 1350 1400 1360 1390 1330 1340 1350 1380 1370 1440 1400 1340 1320 1380 1340 1310
Chemische Zusammensetzung 03 ä?
0,027 0,014 0,012 0,016 0,001 0,04 Spur tt tt 0,010 0,016 0,008 0,005 0,052 0,172 0,214 0,313 Tt
Tt©^
o ' Oh ä?
0,016 h»P
mCU 0,016 0,020 0,016 0,016 0,51 0,96 1,58 2,16 UP
&
OQ
COTt o
Mn 0/__/o 1
0,08 0,10 0,06 0,11 0,575 1,21 1,655 2,75 0,06 0,05 0,10 0,11 0,09 0,18 0,16 0,11 !>
o Si % 0,17 0,44 0,91 2,14 3,61 0,53 0,66 0,92 0,99 0,69 0,66 0,85 0,95 0,55 0,62 0,63 0,64 <N
0 % 3,68 3,57 3,39 3,45 3,20 3,55 3,84 3,77 4,11 3,46 3,24 3,35 2,97 3,92 3,78 3,72 3,68 3,62
J300Ü3COC©
t>
stab Nr. si S4 2 h 2 k 3 h 3 k 4 h 4 k 5 h 5 kj SC S4 SÍ -Í4 Si M1 Si ¿4 CO CD t> r^ 0000 05 05
10h 10k 11h 11k 12h 12k 13h 13k 14h 14k 15h 15k 16h 16k 17h 17k 18h 18k
réihe Ausgangs material
ranizijig treStrBpj ■loqdsotfj lOJGMipg
Zusatz schmelze
Nr. des Gus ses r-4 N W 3Í IQ co oo a
10 11 12 13 »O CO oo
*
1242 Stahl und Eisen. Schwindung und Lunkerung beim Gußeisen. 4 3 . J a h r g . N r . 39.
der S iliziu m reih e war d ie a n fän glich e A u sdeh nung bei den heiß v erg o ssen en S tä b en größer als b ei den k a lt vergossen en . In den an d eren R eih e n tr a t dieser E in flu ß der G ieß h itze auf die anfän gliche A u s
dehn un g n ich t d eu tlich in die E rschein un g.
2. M it steig en d em S i l i z i u m - un d P h o s p h o r g e h a l t nahm die A u sd eh n u n g zu B e g in n der E r starru ng allm äh lich ab, w äh rend b ei den M angan- und S ch w efelp rob en k e in e d eu tlich e A bnahm e m it steig en d en G eh a lten der b etreffen d en S to ffe er
k enn bar war.
B rin g t m an die a n fän glich e A u sd eh nun g in B e zieh u n g zu dem E rsta rru n g sin terv a ll, so w äre zu sch ließ en , daß bei den in Z ah len tafel 1 angegebenen G esa m tk o h len sto ffg eh a lten das E rsta r ru n g sin te rv a ll m it steig en d en G eh alten an S iliziu m un d P hosphor klein er w ird , w äh rend M angan un d S ch w efel darauf k e in e n m erk b aren E in flu ß nehm en.
e) G e s a m t s c h w i n d u n g : In den Abb. 3 bis 6 sin d die gefund en en un d in Z ah len tafel 1 m itg e te ilte n W erte für die G esam tsch w in d u n g in P ro z en t gra
ph isch aufgetragen. A u sgenom m en sin d led iglich die S chm elzen 1 und 18.
D ie w eiß erstarrte S ch m elze 1 w eist nach Zahlen
ta fe l 1 v o n allen u n tersu ch ten S ch m elzen die größte G esam tsch w ind un g auf. H ie r m it ste h t die prak tisch e E rfah ru n g in U eb e rein stim m u n g , nach der
„ w e iß e s“ E ise n hoh es G esam tsch w in d m aß b e sitz t.
D ie Z u satzsch m elze 18 d agegen h a t nach Z ahlen
ta fe l 1 das gerin gste G esam tsch w in d m aß . D ie g efu n d en en W erte stim m en m it den v o n D iefen - th ä ler für L egieru ngen äh n lich er Z u sam m en setzu n g g efu n d en en W erten üb erraschend gut überein.
Zu den in d en Abb. 3 bis 6 w ied ergegeb en en K u rv en des G esa m tsch w in d m a ß es ist folgen d es zu sagen:
1. S i l i z i u m r e i h e (Abb. 3). M it steig en d em S iliziu m g eh a lt n im m t die G esam tscliW indung ab.
D ie h eiß v erg o ssen en Stäb e z eig en du rchgän gig gerin gere G esam tschW indung als die k a lt v e r gossen en 1).
2. M a n g a n r e i h e (A bb. 4). D ie M anganreihe w eist ein en v o n der S iliziu m reih e ab w eich en d en V erlau f auf. Z unächst n im m t die G esam tsch w in- d u n g ab, ste ig t darauf w ied er a n u n d fä llt b ei noch h ö h eren M an gan geh alten w ied er lan gsam ab. So
w oh l die heiß als auch die k a lt v ergossen en Stäbe w e ise n den gleich en K u rv en v erla u f auf. Z unächst lie g t auch b ei der M anganreihe d ie K urve k üb er der K u rv e h; v o n 1,65 % Mn ab sin k t sie jedoch u n ter d ie K u rve h.
3. P h o s p h o r r e i h e (Abb. 5). S teigen d er P h o s
p h orgeh alt v errin g ert in a lle n F ä lle n die G esam t
sch w in d u n g. D ie W irk u n g is t erh eb lich stärker als d ie v o n S iliziu m . D ie h eiß v e rg o ssen en Stäb e h a tte n m it A u sn ahm e v o n S tab 13 h du rchgän gig gerin gere G esam tsch w in d u n g als die k a lt ver- g ossen en . D ie sta rk e V erringeru n g des G esam t
sch w in d m a ß es durch ste ig e n d e n P h osp h orgeh alt en tsp rich t der p ra k tisch en E rfa h ru n g , nach der sich p hosp h orreich es R o h eisen b eson d ers gut für K u n st
guß un d für äh n lich e Zw ecke eig n et, für d ie geringe S ch w in d u n g V orb ed in gu n g ist.
4. S c h w e f e l r e i h e (A bb. 6). D er E in flu ß eines s teig en d e n S ch w efelg eh a ltes auf d ie G esam t Schwin
dung ist nur gering; w en n e in E in flu ß überhaupt v o rh a n d en ist, w irk t S ch w efel auf E rh ö h u n g des G esam tsch w in d m aß es. E in d eu tlich er U n tersch ied zw isch en den h eiß un d k a lt v e rg o ssen en Stäb en w ar n ich t erkennbar.
Z usam m en fassend k a n n g esa g t w erd en , daß im g r a u e n G u ß e i s e n d i e S t o f f e , d i e d i e G r a p h i t a u s s c h e i d u n g b e g ü n s t i g e n ( S i l i z i u m , P h o s p h o r ) , z u g l e i c h a u c h a u f V e r r i n g e r u n g d e r G e s a m t s c h w i n d u n g h i n w i r k e n , w ä h r e n d d i e S t o f f e , d i e d i e G r a p h i t a u s s c h e i d u n g e r s c h w e r e n ( M a n g a n u n d S c h w e f e l ) , z u g l e i c h d i e G e s a m t s c h w i n d u n g e r h ö h e n . E in e scheinbare A u sn ah m e m ach t d ie S ch m elze 7 m it 1,21 % M angan. W ie jed och b ereits früher
Abbildung 7.
Außenlunker A bei Schmelze 1 h
lnnnenlunker J bei Schmelze 1 k
l) Nur die Schmelze 2 k macht eine Ausnahme. Es ist anzunehmen, daß es sjch hierbei um einen Zufalls- wert handelt; er ist “zunächst in Klammern ' gesetzt.
N achprüfung bleibt vbrbehalten.! 1
v o n W ü s t un d M e i s s n e r 1) fe s tg e s te llt w u rd e, stehen M angan un d S iliz iu m b ezü g lich der E rschw eru ng un d B e g ü n stig u n g der G ra p h ita u ssch eid u n g in einer gew issen W ech selb ezieh u n g. G eringe M angan- geh alte k ö n n e n h iern ach , b e i g leic h z eitig e m Vor
h an d en sein v o n S iliziu m , sogar ein e gerin ge E r
höh u n g der G ra p h itb ild u n g b ed in g en ; erst bei h ö h eren G eh a lten an M angan t r it t d ie d ie G rap hit
au ssch eid u n g ersch w eren d e W irk u n g in E rsch ein u n g.
L ehrreich is t fern er der V e rg leich dieser Ver
su ch e m it G rauguß m it d en V ersu ch en v o n W ü s t und S c h i t . z k o w s k i 2) über d e n E in flu ß v o n Silizium , M angan, P h osp h or u n d S ch w efel auf das G esam t
sch w in d m aß v o n k o h l e n s t o f f f r e i e m E i s e n . N ach W ü st un d S ch itzk o w sk i erh ö h te e in geringer S i l iz i u m g e h a l t (0,23 % Si) z u n ä c h st d ie S ch w in dung des rein en E isen s. W eitere S iliziu m zu gab e D Wüst und Meissner: „Uober den Einfluß von Mangan auf die mechanischen Eigenschaften des grauen Gußeisens“, Ferrum 11 (1914), S. 98.
2) Mitteilungen aus dem Kaiser-W ilhelm-Institut für Eisenforschung, IV. Band, 1922, S. 1.05; Verlag Stahleisen”m l K. H ., Düsseldorf. —* Auszug in St. u. E.
13 (1923), S. 7l3.
27. S eptem ber 1923. Schwindung und Limlcerung beim Gußeisen. Stalil und Eisen. 1213
w irk te, w ie auch b ei u n seren V ersu ch en m it G rau
guß, sta rk v errin g ern d auf d ie G esam tsch w in d u n g.
B eim M a n g a n s tie g d ie S ch w in d u n g des rein en E ise n s m it zu n eh m en d em M an gangehalt n a h ezu g erad linig, w äh ren d b ei d iesen V ersu ch en die Man- g an k u rve ein en w e llen fö rm ig en V erlau f nahm . P h o s p h o r w irk te bis etw a 1 , 7 % P (M isch k ristall
grenze) verrin gernd auf d ie S ch w in d u n g, b e i w eiterer S teig eru n g w u ch s das G esam tsch w in d m aß . B e i diesen V ersu ch en m it G u ß eisen nah m d ie S ch w in d u n g auch b e i G e
h a lte n über 1,7 % P ganz reg elm ä ß ig ab.
ftr.-rh
t Mr.ffh Abbildung 8 und 9.
Ausgangsmaterial.
466.77
M r.77l M r.7A
DZ]
466.74 j ] 466. 7S
, Mr. ä h Mr. MM.
T T
G rap h itau ssch eid u n g h a t w ied er auf d ie Schwindung- m a ß g eb en d en E in flu ß .
f) L u n k e r b i l d u n g . Z w ei A r te n v o n L u n k er
b ild u n gen k o n n te n fe s tg e s te llt w erd en , die gerad ezu k en n ze ich n e n d für die A rt des G usses (heiß °d er k a lt) w aren : A u ß e n l u n k e r A u n d I n n e n l u n k e r J . A bb. 7 (lin k e B ild se ite ) ist k e n n zeich n en d für die L un kerform A (A u ßenlun ker). D a s B ild is t v o n dem h eiß v erg o ssen en S tab der S ch m elze 1 h au fgen om - m en. Abb. 7 (rech te B ild se ite ) en tsp rich t dem k a lt v e rg o ssen en S ta b e 1 k d erselb en S ch m elze und z e ig t den durch d ie Sp rengu ng des S ta b es fr ei
g e le g ten In n en lu n k er. In Z ah len tafel 1 sin d die b ei sä m tlich en P ro b estä b en a u ftr e te n d en L u n k erb ild u n gen ku rz beschrieb en und in den Abb. 8 bis 37 zeich n erisch
//t 70/i
4 6 6 . 7V
Abbildung 10 bis 15.
Silizium -R eihe.
4 6 6 .7 .
Abbildung 16 bis 22.
Mangan-Reibe.
Abbildung 23 bis 28.
Phosphor-Reihe.
| Kr 7Vh Mr. 7VM
S c h w e f e l w irk te in a llen F ä lle n stark e rn ied rig en d auf die S ch w in d u n g rein en E ise n s, w äh ren d b ei d iesen V ersu ch en e in d eu tlich erk en nb a- E in flu ß ein es S ch w e
fe lg e h a lte s n ich t zu b eo b a ch te n war.
rer
466. j s
Abbildung 29 bis 36.
Schwefel-Reihe.
Abbildung 37.
Zusatzschmelze.
D iese G eg en ü b erstellu n g z e ig t, daß es n ich t ohne w eiteres a n gän gig ist, aus d em V e rh a lten e in es Z w e isto ff-S y stem s b eim S ch w in d e n R ü ck sch lü sse auf d ie S ch w in d u n g v o n D rei-, V ie rsto ff- usw . L e g ie run gen z u zieh en . D a ra u f d e u te t auch sch o n das ab w eich en d e V e rh a lten der S iliziu m , M angan und P h o sp h o r en th a lte n d e n Z u sä tzsch m elze 1 8 h in , d ie v o n a llen S ch m elzen das w e ita u s g erin g ste S ch w in d m aß besaß.
B e im G u ß eisen k o m m t, w ie sch o n erw ä h n t, a u ß erd em noch d ie E in w ir k u n g der F re m d sto ffe a u f d ie G ra p h ita u ssch eid u n g in F ra g e, u n d die
d a rg e stellt. D a n a ch t r e t e n d i e A u ß e n l u n k e r a u s s c h l i e ß l i c h b e i d e n h e i ß v e r g o s s e n e n S t ä b e n h a u f , w ä h r e n d d i e I n n e n l u n k e r w i e d e r e i n K e n n z e i c h e n d e r k a l t v e r g o s s e n e n S t ä b e k s i n d .
D ie A ußenlunker, A z e ig te n zu m T eil T richfer- b ild u n g e n m it v e r e in z e lt au ftreten d en ru n d lich en A u ssch w itzu n g en , zu m T eil ersch ien en sie als fla ch e, g la tte O b erfläch en ein sen k u n gen , d ie b ei ober
fläch lich er B e tra c h tu n g den E in d ru ck erw e ck te n , a ls h a n d ele es sich u m A n sa m m lu n g en v o n G as- o d er L u ftb la sen . D ie genauere U n ter su ch u n g ergab jed och , daß an d en g la tte n S te lle n d ie e ig e n tlich e G u ß h au t an der San d form h ä n g en geb lie b en w ar, un d daß sich d ie v o n S an d freie S ch m elze ab getren n t h a tte . D ie In n en lu n k er J fa n d en sich m e ist z ie m lich d ich t u n ter der O berfläche. A eu ß erlich w ar an d en m e isten S tä b e n m it In n en lu n k e rn n ic h ts A u f
fa lle n d es zu erk en n en , nur b e i e in ig e n S tä b en (A bb. 11, 24, 26, 32) tr a t der In n en lu n k er se itlich a n d ie S ta b o b erflä ch e aus. I n d en A bb. 3 b is 6 sin d d ie e r m itte lte n W e r te der L u n k e rv o lu m en sch au b ild lic h au fg etra g en u n d durch K u rv en zü g e v e r b und en . Z u n äch st fä llt auf, daß m it allein ig er A u s
nahm e ein ig er S ch m elzen der S ch w efelreih e in allen F ä lle n d ie h eiß v e rg o ssen en S tä b e e in e zu m T e il erh eb lich größere L u n k erb ild u n g a u fw eisen a ls d ie k a lt v e rg o ssen en S tä b e. D ie b e i d en h eiß v e rg o ssen en S tä b en a u ftr ete n d en A u ß en lu n k er lie ß e n sich zw ar erh eb lich le ich ter m essen als die Innen.]unkar„, ab er
1244 Stahl und Eisen. S c h w i n d u n g u n d L n n k e r u n g b e im G u ß e ise n 43. Ja h rg . N r. 39.
selb st u n ter der A n nahm e, daß ein zeln e In n en lun k er sich den M essun gen en tz o g e n h a tte n , b leib t der U n tersch ied u n verkenn bar. D ie heiß un d k a lt v e r go ssen en Stäb e v e r h a lte n sich dem n ach h in sich tlich der L u n k ern eigu n g u m gek ehrt w ie h in sich tlich der G esam tsch w in d u n g, da le tz te r e im a llg em ein en bei den h eiß verg o ssen en S tä b en k lein er war als bei den k a lt vergossen en .
B e zü g lic h des E in flu sses der v ersch ied en en Z usätze auf die N e ig u n g zur L u n k erb ild u n g ist fo lg en d es z u bem erk en :
1. S i l i z i u m r e i h e (A bb. 3). Steigen d er S ili
ziu m geh alt w irkt im großen und gan zen auf V er
rin gerung der L u n kern eigu n g hin. D ie W irkun g ist also d ie g leich e w ie b e i der Schw indung.
2. M a n g a n r e i h e (A bb. 4). D ie N e ig u n g zur L un k erb ild u n g w äch st zu n äch st m it steigen dem M angangehalt, erreicht bei 1,21 % Mn den H ö ch st
w ert und fä llt dann w ieder ab. D er V erlau f der Schw in d u n gsk u rve ist der genau e n tg e g en g ese tz te 1).
3. P h o s p h o r r e i h e (A bb. 5). S teigen d er P h o s ph orgehalt w irk t ebenso w ie auf V erringeru ng der G esam tsch w in d u n g auch auf V erringeru ng der N e ig u n g zu m L un kern .
4. S c h w e f e l r e i h e (A bb. 6). D ie sch w efelh a l- , tig en S ch m elzen w eisen m it steig en d en S ch w efel
g eh a lten sow oh l b e i den k a lt als auch b e i den h eiß v ergossen en S tä b en sta r k e n A n stieg der N e ig u n g zur L u n k erb ild u n g auf. E in hoher S ch w efelgeh alt v ersch lech tert dem nach die E ig en sc h a fte n des G uß
eisen s sow oh l b ezü g lich der G esam tsch w in d u n g als auch b ezü g lich der L unkerb ild un g.
D ie S ch m elze 1 w eist tr o tz hoher G esa in tsch w in - dung k e in e besonders große L u n k erb ild u n g auf.
D ie Z u satzsch m elze 18 h en th ä lt tr o tz sehr k lein er G esam tsch w in d u n g ein en recht großen A u ßen lu n k er.
Z usam m en fassend k a n n gesagt w erd en , daß b ei d e n V ersuchen u n zw eifelh a ft e in gew isser Z u s a m m e n h a n g z w i s c h e n S c h w i n d u n g u n d N e i g u n g z u r L u n k e r b i l d u n g b e ste h t; er g ib t sich d arin zu erk ennen, daß z. B . d ieselb en Stoffe, d ie auf V erringeru ng der G esam tsch w in d u n g h in w irken (S iliziu m , P h osp h or), zu g leich auch die N e ig u n g zur L un kerb ild u n g v errin g ern , un d daß a n d erseits S ch w efel sow ohl d ie S chw in d u n g als auch d ie L u n k erb ild un g b eg ü n stig t. L ediglich die M anganreih e w eist ein ig e U n reg elm ä ß ig k eiten auf.
U n zw eifelh a ft sp ielen aber gerade beim G ußeisen die A rt des G usses (heißer oder k a lter G uß), die A rt der A bkü hlung nach dem Guß (großes oder k lein es T em p eratu rgefälle zw isch en A ußen- un d In n e n w andung) und sch ließ lich die G esta lt und F orm des zu g ieß en d en S tü ck es ein e w esen tlich e R olle.
g) R a u m g e w i c h t s b e s t i m m u n g : D ie g e
fu n d en en R a u m g ew ich te sin d in Z ah len tafel 1 e in getragen . M it ste ig en d e m S i l i z i u m g e h a l t n im m t das R a u m g ew ich t ab. D ie h eiß verg o ssen en Stäb e b esitzen a u ffallen d erw eise im allg em ein en e in höh eres R au m gew ich t als die k a lt v ergossen en . S teigen der M a n g a n z u s a t z b ed in g t eb e n fa lls ein e A b nah m e des R a u m g ew ich ts. E in d eutlich er U n tersch ied
i) Die Manganreihe bedarf der Wiederholung zur Aufklärung dieser au sieh recht auffälligen Erscheinung.
zw isch en h eiß un d k a lt v e rg o ssen en S tä b e n w ar hier nich t erk en nbar. A u ffa llen d erw eise ist das durch
sc h n ittlic h e R a u m g ew ich t der m a n g a n h a ltig en S ch m elzen geringer a ls das der siliziu m h a ltig en . Sehr reg e lm ä ß ig n im m t das R a u m g ew ich t m it steig en d em P h o s p h o r g e h a l t ab, w esen tlich e U n ter sch ied e zw isc h e n den h eiß un d k a lt v ergossen en S tä b en w aren n ich t erk en nbar, eb en so auch bei den s c h w e f e lh a l t ig e n S c h m e lzen 1). D ie Z u satzsch m elze 18 h h a t das h ö ch ste R a u m g ew ich t v o n a lle n u n ter
su ch ten S ch m elzen .
h) B i e g e f e s t i g k e i t u n d D u r c h b i e g u n g : Die
„ w e iß “ erstarrte S ch m elze 1 b esitzt (s. Z ah len tafel 1), w ie z u erw a rten , nur gerin ge B ie g e fe s tig k e it und gerin ge D u rch b iegu n g.
S i l i z i u m r e i h e : M it s te ig en d e m S iliziu m g eh a lt fä llt sow oh l b e i d en „ h e iß “ a ls auch b e i den „ k a lt“
v erg o ssen en S tä b en d ie B ie g e fe s tig k e it ziem lich regelm äß ig. B ie g e fe s tig k e it un d D u rchb iegun g sin d b e i den h eiß v erg o ssen en S tä b e n e tw a s größer als b e i den k a lt vergossen en .
M a n g a n r e i h e : M it ste ig e n d e m M angangehalt fä llt die B ieg e fes tig k eit, d ie D u rch b iegu n g wurde durch M angan n ich t w e se n tlic h b e e in flu ß t. D eu tlich e U n ter sc h ied e z w isch en d en h eiß un d k a lt ver
go ssen en S tä b e n w a ren n ich t erk en n b ar.
P h o s p h o r r e i h e : M it ste ig en d e m P hosp hor
g e h a lt fä llt d ie B ie g e fe s tig k e it. Im allgem ein en w eisen die k a lt v erg o ssen en S tä b e sogar etw as größere B ieg e festig k eit auf a ls d ie h eiß vergossen en , w äh rend d ie D u rch b ieg u n g etw a s gerin ger ist.
S c h w e f e l r e i h e : D ie W e rte für d ie B ieg efestig k e it w u rd en durch ste ig en d e n S c h w efe lg eh a lt nicht
w esen tlich b eein flu ß t. D ie D u rch b ieg u n g is t b ei den h eiß ve rg o ssen en S tä b en größer a ls b ei den kalt vergossen en . D ie F e s tig k e its w e r te entsp rech en etw a d en b ei der S iliz iu m reih e gefu n d en en . Hier tr it t d eu tlich d ie v ie lfa c h b e o b a c h te te T atsach e in E rsch ein u n g, daß e in h öh erer S ch w efelg eh a lt die F es tig k e itse ig e n s c h a fte n g rau en G u ß eisen s n i c h t b e s o n d e r s u n g ü n s t i g b e e in flu ß t2), w äh rend er auf die r ein g ieß er eite ch n isc h e n E igen sch aften (S ch w in d u n g , L u n k eru n g, G a sen tw ick lu n g usw.) u n g ü n stig w irkt.
i) G e f ü g e u n t e r s u c h u n g . Z w isch en d em Ge
fü ge der S ch m elzen h (h eiß ) un d k (k a lt) bestanden k ein e w ese n tlich en U n ter sc h ied e. D a die Schliffe in a llen F ä lle n aus der S ta b m itte entnom m en w aren, so war an u n d für sich k e in großer U nter
schied z u erw arten , in d em d ie U n ter sc h ied e in den A b k ü h lu n g szeiten sich nach der S ta b m itte z u all
m äh lich au sg lich en . D a s G efü ge der S ch m elze 1 z e ig te vo rw ieg en d P e r lit, Z em en tit m it wenig G rap hit; es en tsp rach e tw a dem G efü ge eines
„ m e lie r te n R o h eise n s“ . D as G efü ge der Z usatz
D Mit steigendem Schwefelgehalt konnte jedoch keine regelmäßige Verringerung des Raumgewichts fest
gestellt werden.
2) S. a. O. Bauer: „Das Perlitgußeisen, seine Her
stellung, Festigkeitseigenschaften und Anwendungsmög
lichkeiten“ . Mitt. aus dem Materialprüfungsamt 1922, H eft 6, S. 318; St. u. E. 43 (1923), S. 553. Ferner H. Frei: „Herstellung von Grauguß im Elektroofen mit außerordentlich hoher Festigkeit und reinem Perlit- Graphit-Gefüge.“ Gieß. 10 (1923), S. 287.
27. Septem ber 1923. S c h w i n d u n g u n d L u n k e r u n g b e im G u ß e ise n . S tahl und Eisen. 1245 sch m elze 18 z e ig te d en ü b lic h e n A u fbau gew ö h n
lich en gra u en G u ß eisen s.
1. S i l i z i u m r e i h e : D ie G ru n d m asse b e sta n d in a lle n F ä lle n aus str e ifig e m P e r lit m it fe in en la n g en G ra p h itb lä ttern . V e re in z elt tr a t in ein ig en S ch liffen auch F e r r it auf. M it allm ä h lich steig en d em S iliz iu m g e lia lt n a h m en M enge un d G röße der G ra p h itb lä tter zu. A bb. 38 (v = 200) z e ig t das K lein gefü ge der S ch m elze 5 h.
2. M a n g a n r e i h e . D er P e r lit w ar n ich t d eu tlich la m ella r, so n d ern sorb itisch a u sg eb ild et; d ie G ra
p h itb lä tte r w agen sehr fe in b lä tte r ig . M it steigen d em M angan gelialt t r a te n w ach sen d e
M engen v o n Z em en tit auf.
A bb. 39 (v = 200) en tsp rich t d em G efü ge der S ch m e lze 9 h.
3. P h o s p h o r r e i h e . D a s K en n zeic h en der P h o sp h o rreih e w ar d ie m it ste ig en d e m P h o s
p h o rg eh a lt a n steig e n d e M enge v o n P h o sp h id e u te k tik u m . D er P e r lit w ar d eu tlich str eifig a u sg eb ild et, die G ra p h itb lä tter w aren la n g un d grob, d a n eb en t r a t auch noch F e r r it auf. A bb.
4 0 (v = 200) en tsp rich t dem G efü ge der S ch m elze 13 h.
4. S c h w e f e l r e i h e . D a s K lein g efü g e ä h n elte d em G efü ge d er S iliziu m reih e. D er P e r lit w ar d eu tlich s tr e ifig a u sg eb il
d e t, F errit war jed och n ich t v orh an d en . S u lfid isch e E in sch lü sse k o n n te n nur in d en sch w efelreich eren S ch m elzen nach gew iesen w erden. D er Gra
p h it war fe in und k u rzb lä tte rig. Abb. 41 (v = 2 00) e n t
sp rich t dem G efü ge der S ch m elze 16 h.
sow ie d ie ä lter en V ersu ch e D iefen th ä lers). A u f die G ra p h ita u ssch eid u n g is t aber, n ä ch st der ch e m isch en Z u sa m m en setzu n g , v o r a lle m d ie m ehr oder w en iger sch n elle A b k ü h lu n g w äh ren d und n ach der E rsta rru n g v o n m a ß g eb en d em E in flu ß . J e h eiß er das E is e n v erg o ssen w ird, u m so lan gsam er k ü h lt das G u ß stü ck in sein er G esa m th e it ab, um so reich lich er sch eid et sich G rap hit aus. H ierdurch fin d e t auch die b e o b a c h te te T a tsa ch e ihre u n ge
zw u n g en e E rk läru n g, daß d ie h e iß v erg o ssen en S tä b e im a llg em ein en gerin gere G esa m tsch w in d u n g a u fw iesen als die k a lt vergossen en .
Abbildung 38. Siliziumreihe Schmelze 5 h.
Abbildung 39. Manganreihe Schm elze 9 h.
Abbildung 40. Pbosphorreihe
Schmelze 13 h. Abbildung 41. Schwefelreihe
Schmelze 16 h.
Schlußergebnis.
1. D ie b e r e its v o n D i e f e n t h ä l e r , W ü s t , H e y n u. a. b e to n te T atsach e, daß der G ra p h ita u ssch eid u n g im G u ß eisen e in m aß g eb en d er E in flu ß auf das
G esam tsch w in d m aß zu k o m m t, k o n n te durch diese V ersu ch e b e stä tig t w erd en . D ie „ w e iß “ bzw .
„ m e lie r t“ ersta rrte S ch m elze 1 h a tte e in erh eb lich größeres G esam tsch w in d m aß a ls a lle an d eren „ g r a u “ e rs ta r r ten S ch m elzen .
A lle S to ffe , w elch e d ie G ra p h ita u ssch eid u n g b eg ü n stig en (S iliz iu m , P h o sp h o r ), m ü ssen d e m e n tsp rech en d v errin g ern d au f das G esa m tsch w in d m aß h in w irk en , w ä h ren d u m g ek eh rt a lle die G ra p h ita u ssch eid u n g ersch w ere n d en S to ffe (M an gan , S ch w efel) d ie G esa m tsch w in d u n g e rh ö h e n 1).
G le ich ze itig e A n w e se n h e it m eh rerer, d ie G ra
p h ita u ssch eid u n g b eg ü n stig en d er S to ffe sc h e in t die W irk u n g n och z u v e r s tä r k e n (s. Z u sa tzsch m elz e 18
1) Der Einfluß der Graphitausscheidung überdeckt nach unseren Versuchen den E influß gewisser L egie
rungsbestandteile auf die Schwindung kohlenstoffarmen Eisens, w ie der Vergleich unserer Versuchsergebnisse m it den Versuchen von Wüst und Schitzkowski zeigt.
2. Z w isch e n S ch w in d u n g u n d N e ig u n g zur L u n k erb ild u n g b e ste h t e in u rsäch lich er Z u sam m en h an g, der sich d arin ä u ß ert, daß a lle U m stä n d e , die auf V errin g eru n g der S ch w in d u n g h in w irk en , w ie z. B . d ie ch em isch e Z u sa m m en setzu n g des G uß
eisen s, d ie A b k ü h lu n g sv erh ä ltn isse u sw ., au ch die N e ig u n g zur L u n k erb ild u n g v errin g ern .
A u f d ie G röß e un d n a m e n tlich au f d ie A rt des L u n k ers h a t aber n ach d ie sen V ersu ch en v o r a llem d ie G ieß tem p era tu r m a ß g e b e n d en E in flu ß .
D ie h e iß v e rg o sse n en S tä b e w ie se n b e i d iesen V ersu c h en zw ar d em V o lu m en n a ch m e is te n s g röß ere L u n k er auf a ls d ie k a lt v e rg o ssen en , b ei d en h eiß v e rg o ssen en t r a te n d ie L u n k er jed o c h a u ssc h ließ lich a ls „ A u ß e n lu n k e r “ (O b erflä ch en ein sen k u n g en ) in E r sc h e in u n g , w ä h ren d d ie k a lt v e rg o ssen en S tä b e ä u ß erlic h m e ist gar k e in e A n ze ich en v o n L u n k erb ild u n g seh e n lie ß e n , der e tw a v o rh a n d en e L u n k er gab sich erst n ach d em D u rch b re ch en der S tä b e z u erk en n e n 1).
D Bei heißem und daher länger flüssig bleibendem Eisen wird ganz allgemein mehr Neigung zur Anhäufung der Schwindungslunker an einer für sie besonders gün
stigen Stelle des Gußstückes zu erwarten sein als bei
1246 Stahl und Eisen. U m sc h a u . 43. J a h rg . N r. 39.
W ird das E ise n heiß verg o ssen , so bleib t es nach dem E in g ieß en in die F orm auch an der Stab ober
fläch e zu n ächst flü ssig oder h a lb flü ssig , da die A b schreckw irku ng der F orm n ich t ausreich t, um u n m itte lb a r nach dem Guß a u ß en ein e K ruste zu bilden. D er T em peratu rüberschu ß des h eiß en oder ü b er h itz ten E isen s dien t vielm eh r dazu, die F orm anzuw ärm en, w as zur F o lg e h a t, daß b ei beginnender E rsta rru n g das T em p eratu rgefälle zw isch en S ta b a uß en w an dun g un d S tab in n erem k e in erh eb liches ist.
B e i beginn en der E rstarru n g des S tab es en tsteh t daher zu n äch st nur ein e dü nn e un d w en ig w ider
stan d sfäh ige äußere K ru ste. S e tz t nu n die beim h e iß en G uß eisen an und für sich geringere S ch w in dung ein , so fo lg t das noch flü ssige oder h alb flü ssige E ise n v o n der O berfläche aus der Schw indu ng, und es en tste h e n led ig lich O b erfläch en ein senku ngen oder A u ßenlun ker, die in den m e isten F ä lle n durch g eeig n ete gieß ereitech n isch e M aßnahm en verh in d ert oder w en ig sten s auf e in geringes Maß beschränkt w erd en k ön n en . In F rage k om m en: Z w eck en t
sp rechende L age des G uß stückes b ezü g lich der zur L un keru ng neigen d en T eile in der F orm (liegen der, g en eig ter, steh en d er G uß); A n w endu ng verlorener K öp fe in ein er A nord nu ng, die das sichere N a c h flie ß e n des flü ssig en E isen s zum g efä h rd eten T eil
des G u ß stü ck es g ew ä h rleistet; rich tige A nord nu ng der S teig trich ter, sow ie vor allen D in g en ein e v o n v o rn h erein auf d ie L u n k erb ild u n g R ü ck sich t neh
m ende G esta ltu n g des G uß stückes.
W ird das E ise n k a lt v erg o ssen , so b ild e t sich m eist u n m ittelb a r nach dem E in g u ß auß en ein e erstarrte fe ste K ru ste, w äh rend das E is e n im In n ern des G u ß stü ckes noch flü ss ig b le ib t. B e i ein setzen d er kalt vergossenem Eisen, bei dem sich schnell eine
äußere Kruste bildet und das Eisen schneller erstarrt.
Demnach war damit zu rechnen, daß bei den kalt ver
gossenen Stäben außer dem festgestellten Hauptlunker noch eine Anzahl Nebenlunker vorhanden sein würden, die sich der Messung entzogen hatten. In der Tat wur
den beim Zerlegen der Prismenteile der Gußstäbe zwecks Entnahme kleiner Biegeproben zu anderen Untersuchun
gen noch weitere, z. T. erhebliche Lunkerstellen auf
gedeckt. Diese nachträglichen Feststellungen klären so manche scheinbaren Widersprüche bei unseren Ver
suchen, zugleich bedeuten sie eine weitere Bestätigung des sowohl von Diefenthäler als auch von uns fest- gestellten gesetzmäßigen Zusammenhanges zwischen Schwindung und Lunkerneigung. D. Verf.
Umschau.
U m gekehrter H artguß.
Es is t vielfach versucht worden, die Entstehung des umgekehrten Hartgusses durch Seigerungserschci- nungen zu erklären. W ie J. E. H u r s t 1) an H and der in Zahlentafel 1 m itgeteilten Analysen verschiedener Forscher nachw eist, lieg t kein Grund vor, Seigerungen allgem ein als Ursache der weißen Stellen im grauen Eisen anzunehmen.
In den beiden von H urst selbst angeführten Fällen handelt es sich um K okillenguß, in den übrigen Fällen um Sandguß. H urst versucht die Erscheinung wie fo lg t zu erklären:
W enn die Oberfläche eines zylindrischen Gußeisen
stabes innerhalb sehr kurzer Zeit aus dem flüssigen Zustand bis auf eine unterhalb des Bereiches der stärk
sten Graphitabscheidung gelegenen Temperatur abkühlt
>) F o u n d ry T rade J. 27 (1923), S. 85.
S ch w in d u n g k a n n nunm ehr die b e r eits starre äußere*
K ru ste dem S c h w in d en des flü ss ig e n K ern es nicht fo lg en , daher m ü ssen sich im In n ern H oh lräu m e (In n en lu n k er) b ild en , d ie b e i d iesen V ersu ch en nur in e in z e ln e n F ä lle n , in d en en d ie K ru ste verm u tlich noch rech t d ü n n w ar, so daß sie in fo lg e der Saug
w irk u n g des e n tste h e n d en V a k u u m s durchbrochen- w u rd e, ein e m e ist se itlic h e O effn u n g nach außen aufw iesen.
D ie B e k ä m p fu n g des In n en lu n k ers is t nur da
durch m öglich , daß d ie ä u ß ere K ru ste an einer S te lle k ü n s tlic h offen g e h a lten w ird , w ie es z. B . b ei der N a b e ein es S ch w u n grad es m itte ls des so
g en a n n ten P u m p e n s in der P ra x is ü b lich ist.
E in r ic h tig an g eo rd n eter u n d reich lich be
m essener verlo ren er K op f w ird auch b e i kälterem E ise n g u te W irk u n g h a b en . W ar das E ise n beim b eg in n en d en G uß jed och b e r e its z u m a tt, so kann er u n ter U m stä n d e n auch v ö llig w irk u n gslos bleiben, da das im v e rlo re n e n K op f noch flü ss ig e M etall durch d ie b ereits g e b ild ete ersta r rte K ru ste am N a c h fließ en geh in d ert w ird.
In der P ra x is h at a lle r d in g s in v ie le n F ä lle n ein k lein er In n en lu n k er k e in e erh eb lich e B ed eu tu n g, n a m en tlich d an n, w en n es sic h u m w eniger hoch b ean sp ru ch te T e ile h a n d elt, w äh ren d e in A ußen
lu n k er als S ch ö n h eitsfeh le r m e ist zum Verw erfen d es G u ß stü ck es fü h rt. D a m a n aber d ie G röße des In n en lu n k ers dem fe r tig e n G u ß stü ck n ich t ansehen k an n , so so llte das B e str eb en des G ieß ers in allen F ä lle n d ah in zielen , v ö llig lu n k erfreie G ußstücke zu gieß en .
B e i d en k a lt v erg o ssen en S tä b e n m it reich
lich em S iliz iu m - und reich lich em Phosp horgeh alt tr a te n jed och b ei d iesen V ersu ch en ü b erh a u p t keine L un ker auf.
R ic h tig e, die G ra p h ita u ssch eid u n g fördernde und so m it auf V errin geru n g der S ch w in d u n g hin
w irk en d e G a ttie ru n g , m i t t l e r e , n ich t zu hoh e und n ich t zu n ied rig e G ieß tem p era tu r u n d le tz te n Endes rich tige K o n str u k tio n des z u g ieß en d e n Stückes d ü rften dem nach d ie M itte l sein , d ie z u lunkerfreien G u ß stü ck en fü h ren . H oher S c h w efe lg eh a lt ist in jed em F a lle zu v e rm e id en , da er so w o h l b e i heißem als auch b ei k a lte m E ise n sta rk e L unkerneigung b ed in g t.
Zahlentafel 1. Z u s a m m e n s e t z u n g d e r we i ßen u n d g r a u e n Z o n e i n u m g e k e h r t e m Ha r t g u ß .
Forscher Zone C ges.
% Gra
phit
% geb.0
% Si
% Mil
% s i
% 1 P
% Poole weiß 2,94 __ 2,40 0,25 0,202 1,45
> J 0,92 0,12 2,80 2,30 0,25 0,23 1,55
i > 2,77 — — 2,79 0,25 0,236 1,49
5 > grau 2,94 2,18 0,81 2,45 0,26 0,17 1,48
» > > * 2,94 1,99 0,95 2,42 0,26 0,24 1,55
>> > > 2,77 1,87 0,90 2,99 0,24 0,25 1,53 ! Osann weiß 3,40 0,35 3,05 2,00 0,36 0,152 0,97
f » grau 3,43 2,26 1.17 2,00 0,3F TJ, 146 0,98 Hurst weiß 3,45 — — 2,56 1,59 0,075 0,080
> » grau 3,42 2,91 0,51 2,58 1,61 0,08 0,075
,, weiß 3,25 — — 2,77 0,78 0,12 0,15
1 ” grau 3,28 2,63 0,65 2,79 0,78 0,11 0,13
27. Septem ber 1923. A u s F a c h v e r e in e n . Stalil und Eisen. 1247 und angenommen wird, daß der Wärmeabfluß senkrecht
zur Stabachse erfolgt, so kann die Abkühlungsgeschwin
digkeit eines jeden Teiles als eine Funktion seines Ab
standes von der Oberfläche betrachtet werden. Wenn man weiter die bei der Erstarrung frei werdende Wärme unberücksichtigt läßt, so läßt sich für jeden Abstand von der Oberfläche die Aenderung der Abkühlungs
geschwindigkeit m it der Zeit berechnen. D ie Abküh
lungsgeschwindigkeit in irgendeinem Punkt des Quer
sch n itts ste ig t von N ull zu einem H öchstwert an und fällt dann wieder ab. D ie Schnelligkeit des Anstiegs, die Größe des H öchstw ertes und die Schnelligkeit des Ab
falles der G eschwindigkeit hängen von dem Abstand von der Oberfläche ab. U nm ittelbar an der Oberfläche wird der Höchstwert am schnellsten erreicht und ist hier am größten; mehr zur Stab m itte hin erfolgt der An
stieg der Geschwindigkeit langsamer, und ihr H öchst
wert nim m t stark ab. W enn in der äußersten Zone der Zeitraum der größten Abkühlungsgeschwindigkeit so lange aufgehalten wird, bis das Temperaturgebiet der Graphitbildung durchlaufen ist, so erstarrt diese Zone grau. F ällt in einem weiter zur Querschnittsm itte hin gelegenen Teil der H öchstw ert der Abkühlungsgeschwin
digkeit m it dem Temperaturgebiet der Graphitbildung zusammen, so erstarrt diese Zone weiß.
Zieht man demgegenüber in Erwägung, daß nach der D arstellung H ursts in der äußersten Randzone die Zunahme und auch der H öchstw ert der Abkühlungs
geschwindigkeit am größten ist, und zwar um ein V iel
faches größer als die entsprechenden W erte der nur wenige M illimeter unter der Oberfläche gelegenen Zone, und daß der Zeitpunkt einer so hohen Abkühlungs
geschwindigkeit, wie sie in tiefer gelegenen Zonen über
haupt nicht vorkommt, m it dem für die Graphitaus- soheidung w ichtigsten Zeitpunkt der Keimbildung, in dem es sich entscheidet, ob sich überhaupt Graphit ausscheidet oder nicht, m it der größten Wahrschein
lichk eit zusammenfallen muß, so lie g t kein Grund vor zu der Annahme, daß gerade in dieser Zone graues Eisen entstehen soll, wenn die chemische Zusammensetzung sowie die allgemeinen Abkühlungsverhältnisse derart sind, daß die am langsam sten abkühlende Zone, in der die Bedingungen für eine normale Graphitausscheidung weitaus günstiger sind als an der Oberfläche, weiß er
starrt. Außerdem wird der von H urst berechnete Wärme
abfluß zur Oberfläche hin durch die Wärmemengen, die im Erstarrungsintervall bzw. bei der Bildung des Graphiteutektikums frei werden, so stark beeinflußt, daß sich das lediglich auf Grund von Berechnungen und ohne Berücksichtigung der auftretenden W ärmetö
nungen entworfene B ild von dem Wärmeabfluß im Guß
stück vollkommen ändert.
Die theoretischen Berechnungen und Erwägungen führen hier also zu einem keineswegs befriedigenden Ergebnis. Sicheren Aufschluß kann nur die mikro
skopische Untersuchung der Form des G raphits in der grauen Randzone geben, die nach der F eststellu n g des B erichterstatters1) niem als primär ausgeschiedene Graphitblättchen, die nach der H ypothese H ursts vor
liegen müßten, sondern ste ts temperkohleartige Graphit
nester zeigt, die aus dem ursprünglich vollständig weiß erstarrten E isen im Verlaufe der Abkühlung durch äußeren Anreiz zur Ausscheidung gekommen sind.
In einem der von H urst m itg eteilten Fälle war das Gußstück, das zylindrische Form h a tte, nach dem Zentrifugalverfahren gegossen worden. D ie Außenzone war dabei einem beträchtlichen Zentrifugaldruck aus- gesetzt. D ie H ypothese, daß Druck die Bildung von weißem E isen begünstigen soll, fand H urst demnach nicht bestätigt.
Zum Schluß gib t H urst folgende Bedingungen an, unter denen umgekehrter H artguß entsteht:
1. E ine kritisch e chem ische Zusammensetzung, hei der je nach den gerade gegebenen A bkühlungs
bedingungen das E isen sowohl weiß als auch grau erstarren kann. N am entlich kom m t hierbei ein hoher
Schwefelgehalt und wenig Mangan, Silizium und K ohlen
stoff in Frage.
2. Eine niedrige Gießtemperatur.
3. Geringe Abmessungen der Querschnitte.
P . Bardenheuer.
Schleuderguß von C hrom stahl.
Als beste Zusammensetzung für im Schleuderguß hergestellte Kugellagerrohre bezeichnet L. C a m m e n 1) die auch in Deutschland wohl allgemein übliche mit etwa 1,1 o/o C und l,5o/0 Cr. Beim Vergießen in fest
stehenden Kokillen zeigt der Stahl ein grobkörniges dendritisches Gefüge. Das Gefüge eines guten K ugel
lagerstahles soll jedoch sehr feinkörnig sein, außerdem muß der Perlit in körniger Gestalt vorliegen, da diese Form den größten Widerstand gegen Verschleiß bietet. Zu diesem Zwecke ist gewöhnlich ein gründliches Durch
schmieden erforderlich, das sehr sorgfältig bei heller Rotglut und ¡kräftigen Schlägen zu erfolgen hat. Das gleiche feine Gefüg'e ohne Dendriten m it körnigem Ze- mentit zeigen aber auch die im Schleudergaiß hergestell
ten Rohre, die nach der Erstarrung nicht verarbeitet, sondern lediglich geglüht wurden. Die Kokille, die 1400 Umdr./min machte, hat eine Temperatur von 930°.
Die Abkühlung wäre also bei feststehender Kokille eine verhältnismäßig langsame gewesen, so daß die Entste- hungsmöglichkeit eines groben Kornes besonders groß geworden wäre. Nach dem Verfasser wird aber einmal durch die infolge der schnellen Umdrehung der Kokille sttatfindende Bewegung des erstarrenden Stahls, zum anderen durch die mechanische Bearbeitung, verursacht durch das kräftige Aufschlagen des flüssigen Stahls auf die erstarrten Schichten, die Korngröße herab
gemindert und die Entstehung von Dendriten ver
hindert. 3)r.*(yng. W . Schneider.
Aus Fachvereinen.
T e c h n is c h e r H a u p ta u ssch u ß für G i e ß e r e i w e s e n .
I. A uszug au s der N iederschrift über die 7. Sitzung am 22. A ugust 1923, vorm ittags 10 y2 U hr, in H am burg,
Curio-H aus.
T a g e s o r d n u n g :
1. Geschäftliche A ngelegenheiten und M itteilungen.
2. Berichte und Beschlußfassungen über laufende Ar
beiten.
3. Verschiedenes.
A n w e s e n d s i n d f o l g e n d e H e r r e n :
v o m V e r e i n D e u t s c h e r E i s e n g i e ß e r e i e n : Pro
fessor ®r.k3hg- B a u e r ; $r.=$ng. B r e h m ; E r b r e i c h ;
®r.»gng. 1 G e i l e n k i r c h e n ; G r e in e r ; Dr. H e e r w a g e n ; K i n z e l b a c h ; M e h r t e n s ; Professor $r.»3ng.
R u d e l o f f ; S c h m i d ; S i p p ; S p r i n g o r u m ;
v o m V e r e i n d e u t s c h e r E i s e n h ü t t e n l e u t e : ®r.»
gng. W e d e m e y e r (Vorsitz); iBr.^ng. G e i g e r (Nieder
schrift); H o l t h a u s ; R i n g ; $r»3ttg. W o l f f ; vom V e r e i n D e u t s c h e r G i e ß e r e i f a c h l e u t e : A u c h -
t e r ; B o c k ; G i l l e s ; H e n n i n g ; Professor $r.*Qng.
O s a n n ; ®r.*Qug. S c h m a u s e r ;
v o m V e r e in d e u t s c h e r S t a h l f o r m g i e ß e r e i e n :
®X.»(3ttg. B a u w e n s ; Dr. G a e r t n e r ; T r e u h e i t ; v o m G e s a m t V e r b a n d D e u t s c h e r M e t a l l g i e ß e
r e i e n : R e i f f ;
a l s G ä s t e : Dr. B e h r (Berlin); 3)r.=8ng. G r i e ß m a n n (Magdeburg); Tir.ogng. M a r d u s (Berlin); Oe h n f ; R e i n h a r d t (Berlin); A. S e i d e l (Chemnitz); W e b e r (G leiw itz).
Zu P u n k t 1. G e s c h ä f t l i c h e A n g e l e g e n h e it e n u n d M i t t e i l u n g e n . Der Vorsitzende m acht M ittei
lung von dem im Juni d. J. erfolgten B e itr itt des Ge
sam tverbandes D eutscher M etallgießereien und begrüßt dessen anwesenden Vertreter.
!) St. u. E. 41 (1921), S. 569 u. 719.
X X X IX .13 —
4) Iro n Age 110 (1922), S. 655.
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