DE10037359A1

DE10037359A1 - Hochbelastbares Sphärogußteil sowie Verfahren zu seiner Herstellung und Festigkeitsprüfung

Info

Publication number: DE10037359A1
Application number: DE2000137359
Authority: DE
Inventors: Ulrich Minkner; Jens Wenzel; Horst Buchmueller; Diether Wolters; Norbert Schulz; Thomas Frese; Bernhard Richter; Georg Kalla
Original assignee: Babcock Giesserei GmbH
Current assignee: Babcock Giesserei GmbH
Priority date: 2000-07-31
Filing date: 2000-07-31
Publication date: 2002-02-21
Also published as: AU5008501A; AU774255B2

Abstract

Ein hochbelastbares Sphärogußteil 1 wird aus einer Basisschmelze gegossen, die im wesentlichen folgende Zusammensetzung aufweist: 50 bis 70 Gewichts-% Roheisen; 26 bis 46 Gewichts-% Stahlpakete und Kreislaufmaterial; 2,4 bis 3,4 Gewichts-% Nickel; wobei die Schmelze schlagartig fallend in den Anschnitt 4 eingegossen wird und steigend in die stehende Form 5 bis zum Ausfüllen des Anschnittes 4 und des Formhohlraumes 6 eintritt. DOLLAR A Die Kaltzähigkeitseigenschaften des Sphärogußteiles 1 werden über bruchmechanische Kernwerte nachgewiesen, wobei ein Vergleich von formgleichen CTOD-Proben, vorzugsweise von CT1(1-CT)-Proben, einerseits aus Gußeisen EN-GJS-400-18-U-LT und andererseits aus erfindungsgemäßem Sphäroguß, durchgeführt wird. DOLLAR A Das Sphärogußteil 1 erlangt in Mittel die folgenden allgemeinen Festigkeitseigenschaften: Zugfestigkeit 340 N/mm·2·, Streckgrenze 490 n/mm·2·, Dehnung 16%, Kerbschlagarbeit bei Raumtemperatur 15 J, Kerbschlagarbeit bei -20 DEG C 9 J, Kerbschlagarbeit bei -40 DEG C 6 J.

Description

Die Erfindung betrifft ein hochbelastbares Sphärogußteil, ein Verfahren zu seiner Herstellung sowie ein Verfahren zu seiner Festigkeitsprüfung.

Hochbelastbare Teile, wie sie sich im Maschinen- und Anlagenbau z. B. als Antriebswellen im Einsatz befinden, wurden bislang vor allem aus sicherheits technischen Erwägungen heraus vorwiegend als Schmiedeteile aus Stahl her gestellt. Diese Teile erfüllen zwar alle Forderungen, die in Hinblick auf die technische Sicherheit an deren Festigkeitseigenschaften gestellt werden, haben andererseits jedoch auch eine Reihe wesentlicher Nachteile, von denen das hohe Gewicht der geschmiedeten Vollmaterialteile und deren hohe Bearbeitungskosten im Vordergrund stehen. Das hohe Gewicht der Schmiedeteile ist nicht nur bezüglich der Materialeinsatzkosten ein Nachteil, sondern es wirkt sich auch in anderer Hinsicht, z. B. auf den Transport und das Handling der Teile, auf das Beschleunigungs- bzw. Verzögerungsverhalten bei beweglichen Teilen und auf deren Verschleiß, insbesondere bei großen Teilen, in jeder Weise negativ aus. Es wurde deshalb bereits verschiedentlich versucht, die geschmiedeten Vollmaterial teile durch gegossene Hohlprofilkörper zu ersetzen. Insbesondere seit der Ent wicklung eines Gußeisens mit Kugelgraphit, bei dem der Kohlenstoffanteil nahezu vollständig in kugeliger Form ausgebildet ist, wodurch dem Gußeisen (in der Grundmasse) stahlähnliche Eigenschaften verliehen werden, konnten kleinere Schmiedeteile und solche mit nur durchschnittlicher mechanischer Beanspruchung durch derartige Kugelgraphit-Gußeisenteile, welche auch als Sphärogußteile bezeichnet werden, ersetzt werden, und diese haben sich aus gezeichnet bewährt. Hochbelastbare und große Schmiedeteile können jedoch nach wie vor nicht durch Sphärogußteile ersetzt werden, weil die Festigkeits eigenschaften und insbesondere die Kaltzähigkeitseigenschaften des bekannten Sphärogusses noch immer nicht ausreichend sind. Zwar ist es bekannt, durch einen erhöhten Nickelanteil im Sphäroguß eine Kornfeinung herbeizuführen, wodurch dessen Festigkeitseigenschaften weiter verbessert werden können. Diese Möglichkeit ist aber insbesondere für große Teile uneffektiv, weil Nickel ein teures Legierungsmetall ist, das in den erforderlichen Mengen die Her stellungskosten enorm erhöht und dadurch die durch die Gußkonstruktion erzielbaren Vorteile im wesentlichen zunichte macht.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Legierungszusammen setzung sowie ein Gießverfahren zu schaffen, mit welchen es möglich ist, unter Beachtung der materialökonomischen Erwägungen aus einer Basisschmelze ein hochbelastbares Sphärogußteil zu gießen, mit welchem ein großer Teil der bekannten hochbelaatbaren geschmiedeten Vollmaterialteile ersetzt werden können.

Die Aufgabe der Erfindung besteht weiterhin darin, ein Prüfverfahren zur Festigkeitsprüfung des unter Verwendung der erfindungsgemäßen Legierungs zusammensetzung und mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten hochbelastbaren Sphärogußteiles zu schaffen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mittels der kennzeichnenden Merkmale der Hauptansprüche 1, 3 und 17 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung bilden die Merkmale der Unteransprüche 2, 4 bis 16 sowie 18 bis 26.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines bevorzugten Ausführungs beispieles unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 näher erläutert werden.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine zur Durchführung des erfindungs gemäßen Gießverfahrens verwendete stehende Gießform nach dem Eingießen der Schmelze;

Fig. 2 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch die Gießform mit detaillier ter Darstellung der Anordnung von Kühlkörpern sowie des Kernes, welcher einen Kühldorn sowie eine Armierung umfaßt. Die übrigen Teile der Gießform wurden aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt;

Fig. 3 zeigt eine Längsschnittdarstellung einer erfindungsgemäßen ge gossenen dickwandigen Hohlwelle, in welcher die Lage der zur Festig keitsprüfung in der Serienfertigung erforderlichen Materialproben elemente sowie der Bearbeitungszugabe am oberen Wellenende erkennbar ist.

In Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch eine Gießform zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Sphärogußteiles 1 dargestellt. Das dargestellte Sphärogußteil 1 ist eine Rotorwelle für einen Windgenerator, welche bislang als geschmiedete Vollwelle hergestellt wurde. Das als Hohlwelle ausgebildete Sphärogußteil 1 besitzt eine Getriebeseite 25 zur Verbindung mit einem Generatorgetriebe und eine Flanschseite 26, mit welcher die Windschaufeln verbunden sind. In Funktion ist die Welle vor allem auf der Getriebeseite einer hohen mechanischen Belastung ausgesetzt, weshalb dieser höchstbeanspruchte Bereich des Sphäro gußteiles im untersten Bereich der Form angeordnet wird. Durch diese Anordnung lastet die gesamte oberhalb des untersten Bereiches befindliche Masse der Schmelze auf dem unteren Bereich und verdichtet diesen beim Erstarren, so daß sich im unteren Bereich der Form, d. h. an der hochbelasteten Getriebeseite 25 der Welle der dichteste und damit festeste Bereich der Welle ausbildet. Neben der speziellen Legierung der Basisschmelze mit

- 60 Gewichts-% Roheisen;
- 37 Gewichts-% Stahlpaketen und Kreislaufmaterial;
- 2,85 Gewichts-% Nickel;
- bis 0,11 Gewichts-% Cer-Silicium-Gemisch;
- bis 0,13 Gewichts-% Wismut-Silicium-Gemisch;
- weniger als 0,09 Gewichts-% Mangan;
- weniger als 0,02 Gewichts-% Phosphor;
- weniger als 0,008 Gewichts-% Schwefel

sind die stehende Anordnung des Sphärogußteiles

1

in der Form und die Anordnung des mechanisch höchstbeanspruchten Bereiches des Sphärogußteiles

1

im untersten Bereich die wichtigsten Voraussetzungen dafür, daß durch das erfindungsgemäße Verfahren ein hochbelastbares Sphärogußteil

1

erzeugt werden kann, welches zum Austausch gegen das bislang geschmiedete Voll materialteil geeignet ist. Der Ablauf des Gießverfahrens zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Sphärogußteiles geschieht wie folgt: Zunächst werden das Roheisen, die Stahlpakete und das Kreislaufmaterial zusammen mit dem Nickel in einem Schmelzofen auf eine Temperatur zwischen 1270°C und 1600°C erhitzt, dann werden ein Cer-Silicium-Gemisch sowie ein Wismut-Silicium- Gemisch in die Schmelze eingebracht. Danach wird die Schmelze in eine Gieß pfanne ausgelassen, und die Schmelze wird in der Pfanne zur Ausbildung der Kugelform der Graphiteinlagerungen mit Magnesium behandelt. Außerdem erfolgt in der Gießpfanne eine Beimpfung der Schmelze mit Silicium verbindungen. Danach wird die Schmelze in einen Gießvorbehälter

2

eingelassen. Hier erfolgt eine Formimpfung der Schmelze. Dann wird die Ausgußöffnung

3

des Gießvorbehälters

2

mit einem Anschnitt

4

der stehenden Form

5

verbunden.

Im weiteren schießt die Schmelze durch schlagartiges Öffnen der Ausgußöffnung 3 fallend in den Anschnitt 4 der Gießform ein und steigt von unten in der stehenden Form bis zum Ausfüllen des Anschnittes 4 und des Formhohlraumes 6. Nach dem Erstarren der Schmelze in der Form verbleibt das Sphärogußteil 1 in der Form, bis es sich auf 350°C abgekühlt hat, was durch Thermoelemente, die bei der Formherstellung in die Form eingebracht wurden, ermittelt werden kann. Dann wird das Sphärogußteil 1 ausgepackt und kühlt im weiteren an der Luft auf Umgebungstemperatur ab.

Für eine vorteilhafte Ausbildung des Materialgefüges, die einen Einsatz des Sphärogußteiles 1 als hochbelastbares Teil auch ohne Wärmenachbehandlung möglich macht ist ferner die Anordnung eines oder mehrerer Kühlkörper 11 in der Form unmittelbar um das Sphärogußteil herum erforderlich und zweck mäßig. In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird die Form mit den darin befindlichen Kühlkörpern wie folgt hergestellt:
Die stehende Form 5 wird aus zwei in Längsrichtung des Sphärogußteiles 1 geteilten äußeren Formblockhälften und einem Kern 8 gebildet. Jede Form blockhälfte wird durch zunächst weitestgehend formschlüssige und vollständige Umhüllung einer in Längsrichtung geteilten Modelllhälfte des Sphärogußteiles 1 kastenlos im liegenden Zustand auf einer Modellplatte unter Begrenzung durch Ballenbretter durch Profilkokillen und nachfolgendes Hinterfüllen der Profil kokillen mit Formsand und Bindemittel bei gleichzeitigem Vorsehen eines Anschnittes 4 und eines Ringlaufes 9 sowie eines Kernrostes im Formsand sowie anschließendes Aushärten gebildet. Die Anordnung der Profilkokillen 11 um das Modell ist in Fig. 2 gut erkennbar, während die Lage des Anschnittes 4 und des Ringlaufes 9 aus Fig. 1 hervorgeht.

Bei rotationssymmetrischen Teilen, wie sie die Rotorwelle darstellt, kann die für die erste Formblockhälfte verwendete Modellhälfte auch zur Herstellung der zweiten Formblockhälfte verwendet werden. Die Sanddicken der stehenden Form 5 für das bevorzugte Ausführungsbeispiel betragen um den Wellenaußen durchmesser mindestens 300 mm, unter dem unteren Ende der Welle mindestens 275 mm und oberhalb des oberen Endes der Welle mindestens 250 mm.

Der Kern 8 wird aus einem Kühldorn 12, einer oder mehreren mit dem Kühldorn 12 verbundenen Armierungen 13 sowie aus Kühlsand und einem Bindemittel in einem Kernkasten gebildet. Der Kühlsand besteht vorzugsweise aus je 50% Ceradur- und Chromerzsand. Der Kühldorn 12, der vorzugsweise aus ST37 besteht, und im untersten Teil der Form, d. h. im mechanisch höchstbean spruchten Bereich des Sphärogußteiles angeordnet wird, sorgt an dieser Stelle für eine besonders gute Wärmeableitung. Die stangenförmige Armierung bzw. mehrere Armierungen sind an ihrem Ende mit Gewinde versehen und in Innen gewinde eingeschraubt, die im Kühldorn 12 angeordnet sind.

Die beiden Formblockhälften und der Kühldorn werden wie folgt zusammen gefügt: In die untere Formblockhälfte wird der Kern eingelegt und abgedichtet. Dann wird die obere Formblockhälfte, in Diaboloführungen geführt, aufgelegt und gegenüber dem Kern ebenfalls abgedichtet. Die beiden Formblockhälften werden mit Gewindestangen verschraubt. Danach wird der Formblock in die in Fig. 1 dargestellte stehende Lage der Form 5 gebracht und in eine Gießgrube gestellt.

In der Gießgrube wird der Formblock mit Sand hinterfüllt, und die Form wird mit Heißluft getrocknet und durch Vorwärmen für den Guß vorbereitet.

Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße gegossene Rotor-Hohlwelle im Längsschnitt. Die Schnittdarstellung ist in dieser Ansicht so gewählt, daß je zwei von insgesamt je vier Materialprobenelementen 21 erkennbar sind. Die Materialprobenelemente 21 stehen im obersten und untersten Bereich des Sphärogußteiles 1 jeweils an der Peripherie nach außen vor. Sie sind gleichzeitig mit dem Sphärogußteil 1 gegossen, und die Festigkeitseigenschaften dieser Materialprobenelemente 21 entsprechen den Festigkeitseigenschaften des Materials der benachbarten Abschnitte des Sphärogußteiles 1. Die Materialprobenelemente 21 werden nach dem Guß vom Sphärogußteil 1 abgetrennt und dienen zur Herstellung von Proben, um auch in der Serienfertigung die Festigkeitseigenschaften jedes erzeugten Sphärogußteiles 1 zerstörungsfrei prüfen zu können.

Zum Nachweis, daß die Festigkeitseigenschaften der angegossenen Material probenelemente 21 den Festigkeitseigenschaften der benachbarten Bereiche des Sphärogußteiles 1 entsprechen, werden zu Beginn jeder Serie sowie während der Serie systematisch wiederholt Abgüsse des Sphärogußteiles 1 durch zerstörende Werkstoffprüfung mit Proben, die aus den angegossenen Materialproben elementen 21 hergestellt werden, verglichen.

Die Kaltzähigkeitseigenschaften des Sphärogußteiles 1 werden über bruch mechanische Kennwerte nachgewiesen, und zwar durch Vergleich von form gleichen CTOD-Proben, vorzugsweise von CT1(1-CT)-Proben, die einerseits aus Gußeisen EN-GJS-400-18-U-LT und andererseits aus erfindungsgemäß er zeugtem Sphäroguß hergestellt sind. Die Kaltzähigkeitseigenschaften werden nach BS 7448 bei Temperaturen < 0°C, vorzugsweise zwischen -20°C und -40°C ermittelt.

Die erfindungsgemäßen Sphärogußteile 1 erreichen im Mittel folgende Festig keitseigenschaften:
Zugfestigkeit: 490 N/mm²
Streckgrenze: 340 N/mm²
Dehnung: 16%
Kerbschlagarbeit bei Raumtemperatur: 15 J
Kerbschlagarbeit bei -20°C: 9 J
Kerbschlagarbeit bei -40°C: 6 J.

Die Schwingfestigkeit der roh verbleibenden oder der bearbeiteten Gußhaut wird während der Serienfertigung mittels einer Schwingfestigkeitsprüfung VKF ermittelt, wobei die Prüflinge direkt aus der rohen oder bearbeiteten Gußhaut entnommen werden.

Die Wechselschwingfestigkeit WSF wird anhand von. Proben ermittelt, die aus dem Inneren des Teiles entnommen werden. Die mittels der Wechselschwing festigkeitsprüfung ermittelten Ergebnisse werden bei der Bauteilkonstruktions auslegung eingesetzt. Das erfindungsgemäß erzeugte Sphärogußteil 1 erreicht bei 2 × 10⁶ Schwingspielen und einer Überlebenswahrscheinlichkeit von 50% sowie 5 % Abfall der Amplitude pro Dekade bei Schwingspielen von über 2 × 10⁶ bei Wechselbelastung eine Schwingfestigkeit von 140 bis 190 MPa und bei Schwell belastung von 110 bis 125 MPa.

Zum Nachweis der erhöhten Festigkeit des untersten Bereiches des erfindungs gemäß erzeugten Sphärogußteiles 1 wird in der Serienfertigung jedes Sphäroguß teil 1 einer Ultraschallprüfung unterzogen, wobei die erhöhte Festigkeit gewähr leistet ist, wenn die Ultraschallgeschwindigkeit einen Wert von 5650 m/s nicht unterschreitet.

Es ist möglich, die Oberflächen des erfindungsgemäßen Sphärogußteiles 1 ganz oder teilweise durch Strahlen mit harten Materialien, vorzugsweise durch ein Stahlkugelschleuderstrahlverfahren zu verfestigen.

Das erfindungsgemäße hochbelastbare Sphärogußteil 1 zeichnet sich durch gute Festigkeitseigenschaften aus, so daß es in vielen Anwendungen als Ersatz für geschmiedete Stahlteile dienen kann. Gegenüber diesen geschmiedeten Teilen tritt eine bedeutende Gewichtsverringerung, eine Erhöhung der Lebensdauer und eine wesentliche Senkung der Herstellungskosten ein.

Claims

1. Hochbelastbares Sphärogußteil (1), welches aus einer Basisschmelze ge gossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung der Basisschmelze umfaßt:
50 bis 70 Gewichts-% Roheisen;
26 bis 46 Gewichts-% Stahlpakete und Kreislaufmaterial;
2, 4 bis 3, 4 Gewichts-% Nickel;
bis 0,11 Gewichts-% Cer-Silicium-Gemisch;
bis 0,13 Gewichts-% Wismut-Silicium-Gemisch;
weniger als 0,09 Gewichts-% Mangan;
weniger als 0,02 Gewichts-% Phosphor;
weniger als 0,008 Gewichts-% Schwefel.

2. Hochbelastbares Sphärogußteil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Zusammensetzung der Basisschmelze umfaßt:
60 Gewichts-% Roheisen;
37 Gewichts-% Stahlpakete und Kreislaufmaterial;
2,85 Gewichts-% Nickel;
bis 0,11 Gewichts-% Cer-Silicium-Gemisch;
bis 0,13 Gewichts-% Wismut-Silicium-Gemisch;
weniger als 0,09 Gewichts-% Mangan;
weniger als 0,02 Gewichts-% Phosphor;
weniger als 0,008 Gewichts-% Schwefel.

3. Verfahren zur Herstellung eines hochbelastbaren Sphärogußteiles nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

- Erhitzen des Roheisens, der Stahlpakete und des Kreislaufmaterials zusammen mit dem Nickel in einem Schmelzofen auf eine Temperatur zwischen 1270°C und 1600°C;
- Einbringen von Cer-Silicium-Gemisch und Wismut-Silicium-Gemisch in die Schmelze;
- Auslassen der Schmelze in eine Pfanne;
- Behandlung der Schmelze mit Magnesium zur Erzeugung von Sphäro guß;
- Pfannenimpfung der Schmelze mit Siliciumverbindungen und Ein lassen in einen Gießvorbehälter (2);
- Formimpfen der Schmelze im Gießvorbehälter (2);
- Verbinden der Ausgußöffnung (3) des Gießvorbehälters (2) mit einem Anschnitt (4) einer stehenden Form (5);
- schlagartiges Öffnen der Ausgußöffnung (3) des Gießvorbehälters (2) und fallendes Eingießen der Schmelze in den Anschnitt (4) sowie steigendes Eintreten der Schmelze in die stehende Form (5) bis zum Ausfüllen des Anschnittes (4) und des Formhohlraumes (6);
- Erstarren der Schmelze und Abkühlen des Sphärogußteiles (1) in der Form bis auf 350°C;
- Auspacken des Sphärogußteiles (1) bei 350°C und Abkühlen an der Luft auf Umgebungstemperatur.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der unterste Bereich (7) der stehenden Form (5) den mechanisch höchstbeanspruchten Bereich des Sphärogußteiles (1) umfängt.

5. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die stehende Form (5) aus zwei in Längs richtung des Sphärogußteiles (1) geteilten äußeren Formblockhälften und einem Kern (8) gebildet wird.

6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die stehende Form (5) mindestens einen Kühl körper (11) umfaßt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der minde stens eine Kühlkörper (11) aus einer oder mehreren Profilkokillen gebildet wird.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede Formblockhälfte durch weitestgehend formschlüssige und vollständige Umhüllung einer in Längsrichtung geteilten Modellhälfte des Sphäroguß teiles (1) kastenlos im liegenden Zustand auf einer Modellplatte unter Begrenzung durch Ballenbretter mittels Profilkokillen sowie durch Hinter füllen der Profilkokillen mit Formsand und Bindemittel bei gleichzeitigem Vorsehen eines Anschnittes (4), eines Ringlaufes (9) und eines Kernrostes im Formsand sowie durch anschließendes Aushärten gebildet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem rotationssymmetrischen Sphärogußteil (1) die in Längsrichtung geteilte Modellhälfte zur Bildung beider Formblockhälften verwendet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sanddicken der stehenden Form (5) um den Wellenaußendurchmesser mindestens 300 mm, unter dem unteren Ende der Welle mindestens 275 mm und oberhalb des oberen Endes der Welle mindestens 250 mm be tragen.

11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixierung beider Formblockhälften zueinander durch Diaboloführungen erfolgt.

12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (8) aus einem Kühldorn (12), einer oder mehreren mit dem Kühldorn (12) verbundenen Armierung(en) (13), Kühlsand und Bindemittel in einem Kernkasten gebildet wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühl sand aus je 50% Ceradur- und Chromerzsand gebildet wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühldorn aus ST37 gebildet wird.

15. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Form (5) durch Einlegen und Abdichten des Kernes (8) in die untere Formblockhälfte, Auflegen der in den Diabolo führungen geführten oberen Formblockhälfte und weiteres Abdichten des Kernes (8) sowie durch Verschrauben der beiden Formblockhälften mit Gewindestangen, Drehen des Formblockes in die stehende Lage der Form (5), Einsetzen in eine Gießgrube, Hinterfüllen des Formblockes mit Sand sowie durch Trocknen und Vorwärmen der Form mittels Heißluft für den Guß vorbereitet wird.

16. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen des Sphärogußteiles (1) ganz oder teilweise durch Strahlen mit harten Materialien, vorzugsweise durch ein Stahlkugelschleuderstrahlverfahren, verfestigt werden.

17. Verfahren zur Festigkeitsprüfung eines hochbelastbaren Sphärogußteiles (1) mit den Bestandteilen nach Anspruch 1 oder 2, welches mittels des Ver fahrens nach den Ansprüchen 3 bis 15 hergestellt ist, dadurch gekenn zeichnet, daß von der Peripherie des Sphärogußteiles (1) nach außen vorstehende Materialprobenelemente (21) gleichzeitig mit dem Sphäroguß teil (1) gegossen werden, deren Festigkeitseigenschaften den Festigkeits eigenschaften der gleichzeitig gegossenen benachbarten Abschnitte des Sphärogußteiles (1) entsprechen, wobei die Materialprobenelemente (21) von dem Sphärogußteil (1) abgetrennt werden und zur zerstörungsfreien Festigkeitsprüfung des Sphärogußteiles (1) während der Serienfertigung dienen.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Nach weis der Identität der Festigkeitseigenschaften der Materialprobenelemente (21) mit den benachbarten Bereichen des Sphärogußteiles (1) anhand eines Prototyp-Abgusses des Sphärogußteiles (1) mit den angegossenen Material probenelementen (21) erfolgt, wobei formgleiche Proben aus den ange gossenen Materialprobenelementen und aus den benachbarten Abschnitten des Sphärogußteiles (1) gefertigt und die Festigkeitseigenschaften der formgleichen Proben aus den Materialprobenelementen und den jeweils benachbarten Abschnitten des Sphärogußteiles miteinander verglichen werden, und die Festigkeitsprüfung der folgenden Serienabgüsse des Sphärogußteiles (1) durch Proben erfolgt, die aus den angegossenen Materialprobenelementen (21) gefertigt werden.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Serienfertigung des Sphärogußteiles (1) ein wiederholter Nachweis der Identität der Festigkeitseigenschaften der Materialprobenelemente (21) mit den benachbarten Abschnitten des Sphärogußteiles (1) anhand systematisch wiederholter zu zerstörender Abgüsse des Sphärogußteiles (1) erfolgt.

20. Verfahren nach den Ansprüchen 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaltzähigkeitseigenschaften des Sphärogußteiles über bruch mechanische Kennwerte nachgewiesen werden.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Kalt zähigkeitseigenschaften durch Vergleich von formgleichen CTOD-Proben, vorzugsweise von CT1(1-CT)-Proben, einerseits aus Gußeisen EN-GJS-400- 18-U-LT und andererseits aus Sphäroguß, welcher die Bestandteile nach den Ansprüchen 1 oder 2 aufweist und mittels des Verfahrens nach den Ansprüchen 3 bis 15 hergestellt ist, nachgewiesen werden.

22. Verfahren nach Anspruch 20 und 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaltzähigkeitseigenschaften nach BS 7448 bei Temperaturen < 0°C, vor zugsweise zwischen -20°C und -40°C ermittelt werden.

23. Verfahren nach Anspruch 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Sphärogußteil (1) im Mittel folgende allgemeinen Festigkeitseigenschaften erreicht:
Zugfestigkeit: 490 N/mm²
Streckgrenze: 340 N/mm²
Dehnung: 16%
Kerbschlagarbeit bei Raumtemperatur: 15 J
Kerbschlagarbeit bei -20°C: 9 J
Kerbschlagarbeit bei -40°C: 6 J.

24. Verfahren nach den Ansprüchen 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingfestigkeit der roh verbleibenden Gußoberfläche oder der bearbeiteten Gußhaut mittels einer Schwingfestigkeitsprüfung VKF er mittelt wird, wobei die Prüflinge direkt aus der rohen oder bearbeiteten Gußhaut entnommen werden.

25. Verfahren nach den Ansprüchen 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselschwingfestigkeit WSF des Sphärogußteiles (1) bei 2 × 10⁶ Schwingspielen und einer Überlebenswahrscheinlichkeit von 50% sowie bei 5% Abfall der Amplitude pro Dekade bei Schwingspielen von über 2 × 10⁶ folgende Schwingfestigkeitswerte erreicht:
bei Wechselbelastung: 140 bis 190 MPa;
bei Schwellbelastung: 110 bis 125 MPa.

26. Verfahren nach den Ansprüchen 17 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß der mechanisch höchstbeanspruchte Bereich des Sphärogußteiles (1), d. h. der in der Gießform unterste Bereich des Sphärogußteiles (1), zusätz lich einer Ultraschallprüfung unterzogen wird, wobei die Ultraschall geschwindigkeit einen Wert von 5650 m/s nicht unterschreiten darf.