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Gießen > Gießen Übungen > Flashcards

Gießen Übungen Flashcards

1
Q

Welche Schmelzaggregate werden üblicher Weise zum Schmelzen von Gusseisen eingesetzt?

A
  • Kupolofen,

- Induktionsofen.

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2
Q

Welche Graphitform entsteht bei der stabilen Erstarrung einer Gusseisenschmelze und wie kann die Form beeinflusst werden?

A
  • Lamellarer Graphit,

- Beeinflussung durch Zugabe von Magnesium: Vermikulargraphit, Kugelgraphit.

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3
Q

Wie wird die stabile Erstarrung von Gusseisen industriell umgesetzt?

A

Zugabe von Impfmittel:

  • Je nach Gusseisensorte 0,1-0,45,
  • Begünstigung der stabilen Erstarrung,
  • Einbringung von Fremdkeimen,
  • Die Wirkungsdauer eines Impfmittels ist begrenzt.
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4
Q

Welche Graphitformen sind bei der Herstellung von grauem Gusseisen erwünscht?

A
  • Gusseisen mit Lamellengraphit,
  • Gusseisen mit Vermikulargraphit,
  • Gusseisen mit Kugelgraphit.
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5
Q

Wie kann der Keimzustand der Schmelze in GJL-Gießerein bestimmt werden?

A
  • Der Keilprobe dient zur Überprüfung des Keimhaushaltes der Schmelze bei der Produktion von GJL.
  • Die Weißeinstrahlung gibt die minimale Wanddicke an, welche in diesem Schmelzezustand gegossen werden kann.
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6
Q

Was bedeuten die Bezeichungen EN-GJL und EN-GJS?

A

EN-GJL:

  • Europäische Norm,
  • Gusseisen mit Lamellengraphit,
  • Zugfestigkeit.

EN-GJS:

  • Europäische Norm,
  • Gusseisen mit Kugelgraphit,
  • Zugfestigkeit.
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7
Q

Stimmt die Aussage, dass GJL eine niedrigere Zugfestigkeit hat als GJS?

A

Ja, GJL hat eine niedrigere Zugfestigkeit als GJS.

  • > GJL hat Graphitlamellen,
  • > GJS hat Graphitkugeln.
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8
Q

Nennen SIe typische Gussteile aus GJL, GJV und GJS.

A
  • Pumpengehäuse,
  • Motorblock,
  • Bremsscheibe,
  • Nockenwelle,
  • Zylinderkurbelgehäuse.
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9
Q

Gussteile aus Aluminium-Legierungen

A
  • Getriebegehäuse,
  • Motorblöcke,
  • Felgen,
  • Kolben,
  • Flugzeuglandeklappen.
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10
Q

Was ist der Grund dafür, dass Rein-Aluminium keine Anwendung in Gussteilen findet?

A

Rein-Aluminium hat schlechte mechanische Eigenschaften: Zugfestigkeit - 90 MPa

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11
Q

Hauptlegierungselemente für Aluminium-Legierungen?

A

Legierungselemente helfen die mechanische Eigenschaften durch Bildung von Ausscheidungen zu steigern.

  • Silizium,
  • Magnesium,
  • Kupfer,
  • Zink,
  • Zinn.
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12
Q

Was bedeutet Kornfeinerung für untereutektische Legierungen? (insbesondere Al-Si-Legierungen)

A

Für untereutektische Al-Legierungen (nicht nur für Al-Si, sondern auch Al-Mg/Al-Cu) bedeutet Kornfeinung die Ausbildung von vielen kleinen primären a(alpha)-Al-Mischkristall-Körner durch Einbringen von zusätzlichen Stellen zum Ankeimen in die Schmelze.

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13
Q

Was bedeutet Kornfeinerung für übereutektische Legierungen? (insbesondere Al-Si-Legierungen)

A

Für übereutektische Al-Si-Legierungen bedeutet Kornfeinung die Ausbildung von vielen kleinen primären Silizium-Körnern durch Einbringen von zusätzlichen Stellen zum Ankeimen.

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14
Q

Was sind typische Mittel zur Kornfeinung von unter- und übereutektischen Al-Si-Legierungen?

A

Untereutektisch (primärer Al-MK):

  • Ti,
  • B,
  • AlTi5,
  • AlTi5B1

Übereutektisch (primäre Si-Phase):
- P (üblich: 0,02 wt.-5)

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15
Q

Welche Gehalte an Kronfeinungsmittel sind für eine effektive Kornfeinung von untereutektischen Al-Si-Legierungen notwendig?

A
  • Ti: 0,05-0,15 wt.-%,
  • B: 0,04 wt.-%,
  • Ti&B: 0,01-0,08 wt.-% & 0,003 wt.-%.
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16
Q

Erklären Sie die grundlegenden Mechanismen der Kornfeinung:

A
  • Durch Zugabe sehr kleiner fester Partikel (Kornfeiner, zB. AlTi5B1->TiB2 Partikel) in die Schmelze, wird der Anteil an potentiellen Keimstellen mit guter Benetzung erhöht.
  • Durch extern eingebrachten Keimflächen wird weniger Energie zur Bildung eines Korns benötigt.
  • So kann zeitgleich eine höhere Anzahl an Körnern wachsen (Mehr und kleinere Körner, feinerer Mikrostruktur)
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17
Q

Warum werden Al-Legierungen gekornfeint? (Vorteile)

A
  • Bessere mechanische Eigenschaften (Zugfestigkeit, Duktilität),
  • Bessere Fließ- und Formfüllungseigenschaften,
  • Geringere Neigung zu Warmrissen,
  • Besseres inneres Speisungsvermögen,
  • Reduktion von Schrumpfungsporosität,
  • Bessere Beständigkeit gegenüber Oberflächenkorrosion,
  • Bessere Bearbeitbarkeit,
  • Bessere dekorative Eigenschaften.
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18
Q

Welche Methoden der Prozesskontrolle werden zur Beurteilung einer Kornfeinung eingesetzt?

A
  • Metallographische Präparation -> Offline-Methode, langsam, teuer.
  • Thermische Analyse -> Online Methode, schnell, vergleichsweise günstig.
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19
Q

Wie kann der Erfolg einer Kornfeinung des primären Al-Mischkristalls anhand der thermischen Analyse beurteilt werden?

A

Bei einer erfolgreichen Kornfeinung wird weniger Energie zur Keimbildung und zum Keimwachstum benötigt:

  • geringere Unterkühlung der Gleichgewichtsliquidustemperatur,
  • keine, oder nur geringe Rekaleszens.
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20
Q

Wie kann der Erfolg einer Kornfeinung des primären Al-Mischkristalls anhand der thermischen Analyse beurteilt werden?

A

Mit dem Kornfeinungswert “KF 16”:

  • Zur Vermeidung von Volumendefiziten sollte der KF16-Wert über 9 liegen.
  • Zu hohe KF16-Werte sind aufgrund der gegenläufigen Wirkung zur Veredlung nicht anzustreben.
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21
Q

Welche Morphologie des eutektischen Siliziums tritt in unbehandelten Al-Si-Legierungen auf? Wie sieht im Vergleich dazu die veredelte Morphologie des eutektischen Siliziums auf?

A

Unveredelt:

  • Grobe, plattenartige Struktur
  • (2D-Schliff -> nadelartig)

Veredelt:

  • Feine, abgerundete, korallenartige Struktur,
  • (2D-Schliff -> punktförmig)
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22
Q

Nennen Sie zwei verschiedene Veredelungsmittel und den jeweils typischen Gehalt für Al-Si-Legierungen:

A

Natrium (Na)

  • > 50-100 ppm (untereutektisch)
  • > 0,1 Gew.-% (übereutektisch)

Strontium (Sr)
-> 150-200 ppm

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23
Q

Vor und Nachteile der Veredelungsmittel Natrium und Strontium

A

Natrium
- Zugabe in Form von Salz-Tabletten, zB. NaCl
+ Kurze Veredelungswirkung ( < 30 min nach Zugabe)
- Hohe Reaktivität mit Atmosphäre,
+ Hervorragende Veredlungswirkung bei niedrigen Abkühlraten,
- Höheres Risiko zu lokaler Überveredelung (Bildung von Natriumhaltigen IMP)

Strontium
- Zugabe in Form von AlSr-Vorlegierungen, zB. AlSr3
- Dauerveredelung ( > 3 Std.)
+ Geringere Reaktion mit Umgebung als Na,
- Geringe Wirkung in Gussteilen mit niedrigen Abkühlraten.

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24
Q

Wie wird die Schmelzequalität durch deine Veredelung des eutektischen Siliziums beeinflusst?

A

Die Schmelzequalität wird aufgrund der hohen Reaktivität des Veredelungsmittel mit der Atmosphäre reduziert (insb. bei Na-Veredelung)
–> Anschließende Entgasung der Schmelze notwendig

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25
Q

Wie wird die Gießeigenschaft durch deine Veredelung des eutektischen Siliziums beeinflusst?

A
  • internes Speisungsvermögen steigt,
  • Neigung zu Warmrissen sinkt,
  • Schrumpfungsporosität sinkt,
  • Fließ- und Formfüllungseigenschaften sinken.
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26
Q

Wie wird die mechanische Eigenschaften durch deine Veredelung des eutektischen Siliziums beeinflusst?

A

Mechanische Eigenschaften steigen (insb. Zugfestigkeit)

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27
Q

Wie kann der Erfolg einer Veredelung kontrolliert und beurteilt werden?

A
  • Metallographische Präperation -> Offline-Methode, langsam, teuer
  • Thermische Analyse -> Online-Methode, schnell. vergleichsweise günstig
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28
Q

Erfolg einer Veredelung -> Depression

A
  • Absenken der eutektischen Wachstumstemperatur “eutektische Depression” DeltaT,
  • Die Depression ist ein direktes Maß für den Veredelungsgrad,
  • Depressionswerte für eine erfolgreiche Veredelung liegen zwischen 2 und 14K. Erfahungswerte legen eine Depression von 4-6K für eine gute Veredelungswirkung nahe.
  • Im Sandguss werden wegen der langsameren Erstarrung höhere Depression benötigt als im Kokillenguss.
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29
Q

Definition von DAS:

A

Abstand zwischen zwei aneinandergrenzenden Dendritenarmen

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30
Q

Wie wird der DAS durch die Abkühlrate beeinflusst?

A

Je höher die Abkühlrate, desto

  • höher die Erstarrungsgeschwindigkeit,
  • geringer die lokale Erstarrungszeit,
  • kleiner wird der DAS.
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31
Q

Wie werden die mechanischen Eigenschaften eines Gussteils durch die Abkühlrate beeinflusst?

A

Mit steigendem DAS nehmen di emechanischen Eigenschaften ab (Zugfestigkeit, Streckgrenze, Dehnung)

32
Q

Gefügrebeeinflussung von Sandguss und Kokillenguss:

A

Sandguss:

  • Geringe Erstarrungsgeschwindigkeit,
  • Größere DAS.

Kokillenguss:

  • Hohe Erstarrungsgeschwindigkeit,
  • Geringe DAS.
33
Q

Welche Verunreinigungen treten oftmals in Al-Schmelzen auf und könnenzu Ausschuss der Gussteile führen?

A

Oxide:

  • Al2O3 (kompakt, Häute),
  • MgAl2O4 (Spinell),
  • MgO.

Wasserstoff:

  • Gelöst in Aluminiummatrix,
  • In Form von Poren -> Gasporen
34
Q

Weshalb ist Wasserstoff ein unerwünschtes Element in Aluminium-Schmelzen?
–> eingehen auf die Wasserstofflöslichkeit in AL-Legierungen

A

Die Löslichkeit von Wasserstoff in flüssigem Al ist deutlich höher als in festem Al:

  • Ausscheidung des gelösten H2 während der Erstarrung,
  • Ausbildung von Gasporen innerhalb der Mikrostruktur.

-> Negativer Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften durch Porosität.

35
Q

Nenne Quellen für Wasserstoff in Al-Schmelzen:

A
  • Schmelzprozess:
    -> Atmosphäre,
    -> Feuerfestmaterial (Tiegel,
    Rinnen), Werkzeuge oder
    Material,
    -> Gas/Öl-beheizte Öfen.
  • Schlechte Auslegung des Angusssystems,
  • Reaktion mit Formstoff
    -> Chemisch gebundene und Grünsand-Fromen: Zersetzung von Wasserdampf zu H2
    3H2O+2Al = 3H2+Al2O3
36
Q

Welche Methode wird oftmals in Gießereien zur Beurteilung der Schmelzequalität (hinsichtlich des H-Gehalts) angewandet?

  • > Erläutere die Funktionsweise
  • > Parameter
A

Quantitative Unterdruckdichte-Prüfung:

  • Zwei Proben werden der Schmelte entnommen,
  • Eine Probe erstarrt unter atmosphärischem Druck, die andere unter Vakuum (80 mbar),
  • Anschließend werden die Dichten beider Proben bestimmt (nach dem archimedischen Prinzip) und der Dichteindex berechnet

Dichteindex:
DI[%] = (D(unten atm)-D(unten vac))/ D(unten atm) * 100

37
Q

Welche Möglichkeiten zur Reinigung von Aluminium-Schmelzen hinsichtlich Wasserstoff und Oxiden kommen i.d.R in Gießereien zur Anwendung?

A
  • Entgasung
    -> Spülgaslanzen oder
    -rotoren (Inert- oder
    Reaktivgase)
    -> Salztabletten
  • Filter
38
Q

Erläuter das Funktionsprinzip einer Entgasung mittels Impeller:

A

BILD SEITE 29

39
Q

Physikalischer Hintergrund bei einer Entgasung mittels Impeller:

A
  • Durch die senk. Hohlwelle und den am unteren Wellenende befindlichen Rotor wird das Spülgas in die Schmelze geblasen und - im Gegensatz zur Lanzenentgasung - in extrem kleinen Bläschen zerteilt,
  • Die feinen Bläschen werden durch die Rotation des Impellers mit der Schmelze intensiv vermischt,
  • Durch die Reduktion des Partialdrucks diffundiert der in der Schmelze gelöste Wasserstoff in die aufsteigenden Gasblasen und wird somit aus der Schmelze entfernt.
40
Q

Warum sind viele kleine Gasblasen effektiver als wenige große Gasblasen

A
  • Je kleiner und häufiger die Spülbläschen sind, umso besser lässt sich eine Schmelze entgasen bzw. zudem von (vor allem oxidischen) Verunreinigungen befreien,
  • Je mehr und je kleinere Gasblasen in die Schmelze eingebracht werden, desto größer wird die zur Diffusion zur Verfügung stehende Fläche und umso effektiver ist der Entgasungsprozess
41
Q

Welche zwei Gasarten können zur Entgasung genutzt werden?

-> pro Art zwei Beispiele

A

Inertgas:

  • Argon,
  • Stickstoff,

Reaktive Gase:

  • Chlor,
  • Schwefelhexafluorid
42
Q

Erläuter und Vergleiche die Effizienz der Entgasung mittels Ar, N, Cl bzw. dem Abstehenlassen der Schmelze.

A

(DIAGRAMM SEITE 33)
- Das Abstehenlassen der Schmelze ist der langsamste und uneffektivste Prozess zur entgasung einer Schmelze,

  • Chlor ist am effektivsten, da es im vergleich zu Stickstoff und Argon nicht mechanisch und physikalisch ausgetragen wird, sondern auch chemisch.
43
Q

Was zeichnet den Dauerformguss im Vergleich zu enderen Gießverfahren aus?

A
  • hohe Formstandzeiten,
  • gute Festigkeitseigenschaften,
  • gute Oberflächenqualität:
  • > Polierte Dauerformen vs. raue Kerne/Sandformen,
  • gute Maßgenauigkeit/ Endabmessungsnähe:
  • > Feste Formdimensionen vs. Schwankungen bei der Kern-/Formherstelllung,
  • Diskussionspunkt: Produktivität:
  • > Die Produktivität einer Produktilinie ist von wesentlich mehr Faktoren abhängig als vom Gießverfahren (Automatisierungsgrad, Peripherie-Geräte, Zykluszeit, etc.).
44
Q

Nenne drei typische Dauerformgießverfahren:

A
  • Schwerkraftkokillenguss (Kippkokillenguss),
  • Niederdruckkokillenguss (Gegendruckkokillenguss),
  • Druckguss (Warmkammer/ Kaltkammer)
45
Q

Grundlagen: Kaltkammerdruckguss

A
  • Verarbeitung von Al- und Mg-Legierungen,
  • Geeignet für große Bauteildimensionen (z.B. Getriebegehäuse, Zylinderkurbelgehäuse (open-deck), karosserie-Strukturbauteile)
46
Q

Grundlagen Warmkammerdruckguss

A
  • Kein Angriff von Mg- und Zn-Legierungen auf die Gießkammer (permanenter Schmelzkontakt),
  • Hochproduktiv/ geringere Zykluszeiten möglich,
  • Bauteildimensionen begrenzt,
47
Q

Warum erreichen in Kokillen gegossene Bauteile höhere Festigkeitseigenschaften als in Sand gegossene?

A
  • Die höhere Wärmeleitfähigkeit metallischer Dauerformen führt zur Ausbildung feinerer Gefüge,
  • Feineres Gefüge und Festigkeit:
  • > Geringere Korngröße/ größere Korngrenzenfläche,
  • > Kleinere Zweitphasen,
  • > Homogenere Verteilung von Eutektikum und Porosität,
  • Insbesondere der DAS ist ein Maß für die Feinheit des Gefüges.
48
Q

Nenne Werkstoffe, die üblicherweise in Dauerformen abgegossen werden:

A
  • Aluminiumlegierungen,
  • Magnesiumlegierungen,
  • Zinnlegierungen,
  • Zinklegierungen,
  • Messinglegierungen.
49
Q

Nenne die wichtigsten Elemente einer Kokille:

A
  • Einguss,
  • Gießlauf,
  • Anschinitt,
  • Speiser,
  • Gussteilkavität,
  • Metallkern/ Schieber,
  • Sandkern/ Kernpaket.
50
Q

Durch welche Medien kann der Wärmehaushalt von Formen geregelt werden?

A
  • Öl (bis ca. 350 grad C),

- Wasser (bis ca. 220 grad C).

51
Q

Warum müssen Kokillen vor dem eigentlichen Gießprozess vorgewärmt werden?

A
  • Reduktion vom Thermoschock -> Verlängerung Formstandzeit,
  • Schnelles Erreichen stationärer Prozess (T-Haushalt der Form),
  • Vermeidung von Kaltschweißen (Fließfähigkeit hoch),
  • Reduzierung der Rissgefahr (Bauteil und Kokille),
  • Standzeit der Schlichte.
52
Q

Nenne die wesentlichen Aufgaben von Schlichten:

A
  • Reduzierung der Klebneigung/ Erleichterung Bauteilenformung,
  • Schutz der Form vor frühzeitigem Verschleiß,
  • Steuern des Temperaturhaushaltes,
  • Positive Beeinflussung der Fließfähigkeit.
53
Q

Welche zwei Arten von Schlichten werden eingesetzt?

A
  • Graphit-basierte Schlichten (Schwarze Schlichten): erhöhung der wärmeleitung
  • Keramische Schlichten (Weiße Schlichten): zur Wärmeisolation für Anschnitt und Speiser
54
Q

Warum wird im Druckguss keine Schlichten eingesetzt?

Bzw. Warum wird im Druckguss gesprüht`ß

A

Im Druckguss werden keine Schlichten eingesetzt, da diese durch die hohen mechanischen Wirkkräfte nach jedem Schuss abgetragen würden. Daher wird im Druckguss gesprüht

55
Q

Nenne die speziellen Aufgaben dieser beiden Schlichten:

A
  • Graphit-basierte Schlichten:
    • > Erhöhung der Wärmeleitung (Bewusstes Beeinflussen der späteren Gefügeeigenschaften etc.)
    • > Verbesserung der Schmiereigenschaften (Beweglichkeit der Auswerfer; Metallkerne etc.),
  • Keramische Schlichten:
    • > Gute Wärmeisolation für Anschnitt und Speiser.
56
Q

Nenne zwei Möglichkeiten zur Reduzierung des Volumendefizites:

A
  • Positionierung von “Speisern” in kritischen Berreichen (Orte der Massenanhäufung, Bereich langsamer Erstarrung),
  • Positionierung von “Kühleisen” (initiierung/ Lenkung der Erstattung, Orte der Massenanhäufung, Bereich langsamer Erstarrung).
57
Q

Nenne typische Druckgussteile:

A

Al:

  • Getriebegehäuse,
  • Zylinderkurbelgehäuse,
  • Rolltreppenstufe,

Mg:

  • Türrahmen,
  • Lenkrad,
  • Laptopgehäuse,

Zn:

  • Tür-/ Zündschloss,
  • Zierleisten,
  • Steckerelemente.
58
Q

Temperaturabhängige Eigenschaften von Formstoffen

A

RT bis ca. 350 grad C:

  • Reversible endotherme Abgabe von inner- und interkristallinem Wasser,
  • > hoher Wasserverlust, Volumenschwindigung.

Ca. 400 grad bis ca. 700 gradC:

  • irreversible, endotherme Abspaltung von Wasser aus Oh-Gruppen der Gitterstruktur (Kristallwasser),
  • > irreversibler Verlust der Quell- und Bindefähigkeit des Tones sog. Totbrennen.

T>ca. 850 gradC:
- Bildung neuer kristalliner Verbindungen, Versinterung der Quarzkörner irreversibel.

59
Q

Arten der Bindersysteme

A
  • Tongebundene Formstoffe,

- Betonitgebundene Formstoffe.

60
Q

Was ist ein Speiser?

A

Ein Speiser ist ein offener oder geschlossener Raum in der Gießform, der von der Gießströmung mit flüssigem Metall gefüllt wird, um das Volumendefizit bei der Erstarrung von Gussstücken auszugleichen und so eine Lunkerbildung im Gussstück zu verhindern. Dabei muss der Speiser mit dem Gussstück bzw. mit dem lunkergefährdeten Gussstückbereich verbunden werden sein.

61
Q

Vorteile Kokillenguss gegenüber Sandguss:

A
  • bessere Gussstückoberfläche,
  • hohe Maßgenauigkeit,
  • gleichmäßige Gussstückeigenschaften,
  • sehr gute Bearbeitbarkeit.
62
Q

Vorteile Niederdruckguss gegenüber Schwerkraftkokillenguss:

A
  • kürzere Taktzeiten,
  • weitgehende Automatisierung,
  • maßgenauigkeit und Oberflächengüte wie beim Kokillenguss.
63
Q

Vor- & Nachteile Kokillengussverfahren

A

Vorteile:

  • geringe Kosten,
  • geringe Rüstzeit,
  • Bauskastensystem,
  • Kleinserien möglich.

Nachteil:

  • vorwärmen wegen Erstarrungszeit,
  • Fließfähigkeit,
  • Temperaturschock,
  • erhöhte Standzeit.
64
Q

Warm müssen Kokillen vor den eigentlichen Fießprozess vorgewärmt werden?

A
  • Reduktion des Thermoschocks -> verlängerung der Formstandzeit,
  • schnelles Erreichen stationärer Prozesse,
  • vermeidung von Kaltschweißen (Fließfähigkeit steigt),
  • Reduzierung der Rissgefahr (Bauteil&Kokille),
  • Standzeit der Schlichte.
65
Q

Impfen

A

Künstliche Zuführung von Keimen bei Gusseisen
-> üblicherweise Silizium,

  • Stabile Erstarrung von Gusseisen durch zugabe von Impfmittel.
66
Q

Gerichtete & Ungerichtete erstarrung

A
  • Exogen gebildete Kristallite wachen aufgrund des zur Formwand gerichteten Wärmeflusses langgetreckt in Richtung Schmelze -> gerichtete
  • Aufgrund des ungerichteten Abflusses der Erstarrungswärme in die Schmelze wachsen endogen gebildete Kristallite in der Schmelze zu rundlichen Körnern (Globuliten) -> ungerichtet
67
Q

Numerische Modellbildung

A

1) Definition der Problemstellung,

2) Mathematische Formulierung (Physikalische, chemische Modelle)
- > System von Differntialgleichungen

3) Diskretisierung (Finite Volumen, Finite Elemente)
- > System von algebraischen Gleichung,

4) Numerische Lösung (direkte oder indirekte Methoden)

68
Q

Prinzipieller Aufbau von Simulationsprogrammen

A

1) Pre-Processing
- Geometrie,
- Anfangs- und Randbedingungen,
- Thermo-Physikalische Daten
2) Main-Processing
- Problemlösung mittels numerischer Methoden (FEM, FDM, CA, PFM etc.)
3) Post-Processing
- Ausgabe der Zielgrößen als 3D-Farbdarstellung, 2D-Diagramme. Weitere Auswertung Zielgrößen mit sog. Kriteriumsfunktionen

69
Q

Werkstoffsimulation: Möglichkeiten und Nicht Möglichkeiten der thermodynamischen Simulation

A

Möglich:

  • Bestimmung von Phasenanteilen,
  • Vorhersage von Ausscheidungstemperaturen,
  • Bestimmung von Phasenübergängen,
  • Abschätzung des Erstarrungsverhaltens,
  • Bestimmen thermodynamischer Daten.

Nicht Möglich:

  • Informationen über die Kinetik,
  • Informationen über die Mikrostruktur,
  • Informationen über Materialeigenschaften.
70
Q

Werkstoffsimulation: Möglichkeiten der Mikroseigerungssimulation

A

Möglich:- Bestimmung von Phasenanteilen,

  • Vorhersage von Ausscheidungstemperature,
  • Bestimmung von Phasenübergängen,
  • Abschätzung des Erstarrungsverhaltens,
  • Bestimmen thermodynamischer Daten,
  • Informationen über die Kinetik.

Nicht Möglich:

  • Informationen über die Mikrostruktur,
  • Informationen über Materialeigenschaften.
71
Q

Ziele der numerischen Simulation

A
  • Material- & Energieeinsparungen durch Verminderung/ Vermeidung von Fehl- & Probeabgüssen,
  • Kontrolle & Steuerung von Gießabläufen durch Auswertung von Simulationsrechnungen,
  • Optimierung des Gießprozesses durch Vorbestimmung optimaler Paramert mithilfe von Kriteriumsfunktion.
72
Q

Numerische Lösungsverfahren:

A
  • FDM:
    benötigt zu einer annähernden Geometriebeschreibung eine sehr große Anzahl an Elementen und somit viel Rechenzeit und Speicherplatz,
  • FEM:
    Einfachere und genauere Geometriebeschreibung.
73
Q

Transportgleichungen

A

Wärmeerhaltungskriterum:
- Wie kühlt das Gusstück ab? -> Hotspots erkennen und mit Speisern drauf reagieren,

Impulserhaltungskriterum:

  • Wie fließt das Material in die Form ein? Welche Spannungen entstehen bei/vor/nach Erstarrung?
  • > Minimierung von Turbulenten und Spannugen,

Konzentrationserhaltung:

  • Umverteilung der Wärme
  • > Homogenität des Gefüges vorhersagen, Fehler prognostizieren,

Massenerhaltungssatz:

  • Wichtig für Speisung. Wo geht die Masse hin?
  • > Wichtig für andere Transportgleichungen. Dimensionierung von Speisern.
74
Q

Wirksamkeit der Speiser erhöhen

A
  • Verringerung der Wärmeabgabe an die Umgebung,

- Verwendung von isolierenden oder exothermen Speiserumhüllungen.

75
Q

Geeignete Werkstoffe für Kokillenguss:

A
  • Aluminium,
  • Magnesium,
  • Zink,
  • Zinn,
  • Kupfer.
76
Q

Verfahren zur Bestimmung der Erstarrungsablaufs:

A
  • Auskippverfahren,
  • Abschreckverfahren,
  • Markierverfahren.

Gießen (4 decks)

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