DE2821352A1 - Verfahren und entsprechendes geraet fuer die voraussage metallographischer strukturen - Google Patents

Verfahren und entsprechendes geraet fuer die voraussage metallographischer strukturen

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DE2821352A1 DE19782821352 DE2821352A DE2821352A1 DE 2821352 A1 DE2821352 A1 DE 2821352A1 DE 19782821352 DE19782821352 DE 19782821352 DE 2821352 A DE2821352 A DE 2821352A DE 2821352 A1 DE2821352 A1 DE 2821352A1
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Description

ELECTRO-NITE N.V., Grote Baan 27a, 3530 Houthalen (Belgien).
"Verfahren und entsprechendes Gerät für die Voraussage metallographischer Strukturen"
Die vorliegende Erfindung bezieht sich ganz allgemein auf ein Schnellverfahren für die Voraussage der metallographischen Struktur, beispielsweise des Nodularitatsgrades, metallischer Gussstücke durch Prüfung des flüssigen Metalls möglichst kurz vor dem Giessen, sowie auf ein entsprechendes Gerät für die Durchführung dieses Verfahrens.
Gemäss einem bekannten Verfahren lässt sich die Zusammensetzung eines flüssigen Metalls mit befriedigender Annäherung durch Bestimmung der Liquidus-Temperatur und der eutektischen Temperatur mittels bekannter Kühlkurven bestimmen. Dieses Verfahren erteilt allerhand Information beispielsweise über Phasenübergänge, das Kohlenstoffäquivalent usw. Ein bekanntes Verfahren eignet sich ebenfalls zur Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit von Festkörpern durch Messung des durch diesselben unter dem Einfluss eines Temperaturgradienten fliessenden Wärmestroms.
Bekanntlich ist die Wärmeleitfähigkeit des festen Graugusseisens weitgehend von der Graphitstruktur des Metalls abhängig und hat beispielsweise das Nodulargusseisen eine geringere Leitfähigkeit als Lamellargusseisen gleicher chemischer Zusammensetzung.
Bei der Herstellung von Gussstücken ist es überaus wichtig die Gusseisenprüfung möglichst kurz vor dem Giessen durchzuführen.
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Wartet man zu lang mit dem Giessen des Nodulargusseisens, so verliert das flüssige Metall einen beträchtlichen Teil seines Magnesiumgehaltes beispielsweise durch Verdampfung oder andere Ursachen, demzufolge das Gussstück wahrscheinlich nicht den gestellten Anforderungen genügen wird.
In der Metallurgie besteht daher seit langem ein dringliches Bedürfnis nach einem einfachen, schnellen und zweckmässigen Verfahren für eine zuverlässige Vorherbestimmung des Nodularitätsgrades des Gusseisens vor dem Giessen. Gemäss einem derartigen in der US-Patentschrift 3.670.558 beschriebenen Verfahren werden die Eigenschaften des Nodulargusseisens durch vergleichende Prüfung üblicher Kühlkurven und einer genügenden Anzahl Kühlkurventeile des betreffenden Metalls im voraus geprüft. Wegen seiner zahlreichen Nachteile hat dieses Verfahren sich aber in der Praxis nicht bewährt .
Daher konnte die Nodularstruktur des Gusseisens bisher nur mit genügender Zuverlässigkeit nach dem Kühlen bzw. Erstarren des Musters beispielsweise gemäss dem Ultraschallwellenverfahren, der metallographischen Analyse u.dgl. geprüft werden.
Der vorliegenden Erfindung ist nun die Aufgabe gestellt das vorgenannte Bedürfnis zu beheben. Sie bezieht sich zu diesem Zweck auf ein neues Verfahren und ein entsprechendes Gerät für die Durchführung desselben für die einfache, schnelle und zuverlässige Prüfung der Nodularstruktur vor dem Giessen, wenn das Metall sich noch im flüssigen Zustand befindet und es noch möglich ist seine Zusammensetzung auf Grund der Prüfungsergebnisse zu korrigieren und es gegebenenfalls sogar für untauglich zu erklären.
Das erfindungsgemässe Verfahren dient also zur Vorherbestim-
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mung bzw. Voraussage der metallographischen Struktur des Gusseisens durch Prüfung der Schmelze vor dem Giessen und ist dadurch gekennzeichnet, dass erst eine Probe des flüssigen Metalls genommen wird und darauf zwei Teile der Probe, nämlich ein erster Teil mit höherer Geschwindigkeit und ein zweiter Teil mit niedrigerer Geschwindigkeit, gekühlt bzw. erstarrt werden, und dass ein Parameter in bezug auf die Wärmeleitfähigkeit des Metalls bestimmt wird und dieser Parameter des erstarrten Probenteiles für die Prüfung der erwarteten metallographischen Struktur des zu giessenden Gussstückes angewendet wird.
Das Gerät für die Durchführung des obenbeschriebenen erfindungsgemässen Prüfverfahrens besteht im wesentlichen aus einem kleinen Tiegel, worin das zu prüfende flüssige Metall gegossen und gekühlt wird. Gemäss einer Durchführungsweise der Erfindung ist dieser Tiegel mit zwei auf verschiedener Höhe angeordneten Temperaturmessgeräten für die Bestimmung der Temperatur der beiden Probenteile versehen, während gemäss einer Vorzugsdurchführungsweise der Erfindung der betreffende Tiegel nur mit einem einzigen Temperaturmessgerät ausgestattet ist. In beiden Fällen ist der Tiegel mit einer Vorrichtung für das schnellere Kühlen eines der beiden Probenteile versehen.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich also auf ein Verfahren und ein entsprechendes Gerät für die einfache und leichte, schnelle und zuverlässige Vorherbestimmung bzw. Voraussage der Nodularstruktur oder einer anderen metallographischen Struktur von durch Giessen flüssigen Gusseisens bestimmter Zusammensetzung herzustellenden Gussstücken.
Die vorgenannten, sowie sonstige Kennzeichen und Vorteile
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des erfindungsgemassen Systems treten deutlicher aus der nachfolgenden eingehenden Beschreibung einiger Durchführungsbeispiele zutage. Diese ohne irgendeine einschränkende Absicht gegebene Beschreibung findet anhand der beiliegenden Zeichnungen statt, wo
die Abbildung 1 einen Achsialschnitt eines Tiegels für die Durchführung des erfindungsgemassen Verfahrens schematischerweise wiedergibt;
die Abbildung 2 einen Achsialschnitt eines anders gestalteten Tiegels für das erfindungsgemässe Verfahren wiedergibt;
die Abbildung 3 zwei die Temperatur in Abhängigkeit der Zeit darstellende Kühlkurven wiedergibt;
die Abbildung 4 eine mit einem einzigen thermoelektrischen Element aufgenommene, die Temperatur in Abhängigkeit der Zeit darstellende Kühlkurve wiedergibt;
die Abbildung 5 einen Achsialschnitt eines weiteren Tiegels für das erfindungsgemässe Gerät wiedergibt;
die Abbildung 6 die nach drei Minuten gemessene Temperatur in Abhängigkeit der für die Kühlung über einen die Solidus-Temperatur enthaltenden Temperaturbereich von 1OO°C wiedergibt; und
die Abbildung 7 die aus der Abbildung 6 ermittelte Temperaturdifferenz in Abhängigkeit des Nodularitätsgrades graphischerweise wiedergibt.
Auf den beiliegenden Zeichnungen sind die ähnlichen Teile jeweils mit derselben Bezugszahl versehen. Die Abbildung 1 bezieht sich auf eine erste Gestaltungsweise des Geräts für die praktische Durchführung des erfindungsgemassen Verfahrens. Das Gerät besteht aus einem kleinen Tiegel 10, der aus zwei Teilen, d.h. aus einem oberen Teil 12 und einem unteren Teil 13, besteht, wobei der Durch-
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messer des oberen Teiles bedeutend grosser ist als der des unteren Teiles. Der hier benutzte Ausdruck "Tiegel" bezieht sich ganz allgemein auf sämtliche geeignete BehäAter, wie beispielsweise Probenahme topfchen, Gussformen für das sogenannte IN-MOLD-verfahren, usw.
Der hier wiedergegebene Tiegel 10 eignet sich für die Kühlung einer flüssigen Metallprobe mit zwei verschiedenen Kühlgeschwindigkeiten. Der Teil 14 der Probe im unteren Teil 13 des Tiegels kühlt sich schneller ab als der Teil 15 der Probe im oberen Teil 12 des Tiegels wegen der Tatsache, dass das Verhältnis Oberfläche/Rauminhalt des oberen Teiles bedeutend kleiner ist als das des unteren Teiles.
Die Abbildung 2 bezieht sich auf eine andere Ausführungsweise des Geräts für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens. Der Tiegel 10' hat hier überall einen gleichen Durchmesser. Sein unterer Teil 13" sitzt in einer Hülle 18 aus einem Wärmeschutzmaterial, demzufolge die Kühlung der Probe im oberen Teil 19 des Tiegels 10" schneller verläuft als im unteren Teil 18. Obschon die beiden Tiegel 10 und 10' sich durch die verschiedenartige Ausführung ihres Mantels voneinander unterscheiden, wirken sie trotzdem gemäss demselben erfindungsgemässen Prinzip.
Zwecks Vermeidung von Schwundhohlräumen in der Probe, empfiehlt es sich der Tiegel derart zu gestalten, dass die Kühlung des flüssigen Metalls schneller stattfindet im unteren Teil als Im oberen Teil des Tiegels. Die untenstehende, durch die Kurven der Abbildung 3 erläuterte Beschreibung bezieht sich demnach auf ein mit einem Tiegel gemäss der Abbildung 1 ausgestattetes Gerät.
Die Erstarrungskurve 11 gemäss der Abbildung 3 bezieht sich
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auf den sich im unteren Teil des Tiegels mit höherer Geschwindigkeit erstarrenden Teil 14 einer Graugusseisenprobe. Die Temperatur des flüssigen Metalls im unteren Teil des Tiegels wird mit einem
geeigneten Temperaturmessgerät, wie z.B. mit einem thermoelektrischen Element 22, gemessen, das vorzugsweise senkrecht zur Längsachse des Tiegels 10 steht. Wie aus der Kurve 11 ersichtlich ist, ändert sich die Kühlgescnwindigkeit jäh im Punkt 23 bei einer bestimmten Temperatur, d.h. bei der Liquidus-Temperatur. Die Kühlgeschwindigkeit ändert sich ebenfalls jäh im Punkt 24 bei der SoIidus-Temperatur.
Ferner zeigt die Kurve 11 einen Wendepunkt bei einer Temperatur T statt weiter nach unten zu laufen gemäss der Exponentialkurve 25, im Gegensatz also zur gleichmässigen Kühlung der Probe.
Im vorliegenden Fall ist das Auftreten des Wendepunktes X
der Kurve 11 der während der eutektischen Erstarrung des oberen
Teiles 15 der Probe, dessen Kühlung langsamer stattfindet als die des unteren Teiles 14 im unteren Teil des Tiegels, stattfindenden Wärmereflektion. Die Temperatur T ist die dem Wendepunkt X der
Kurve 11 entsprechende Temperatur. Sie ist ein erster unmittelbar mit der Wärmeleitfähigkeit des flüssigen Metalls in Zusammenhang
stehender Parameter. Die Änderung der Kühlgeschwindigkeit hängt
mit der dem eutektischen Bereich der Kurve 25 entsprechenden Temperatur zusammen, welche praktisch konstant ist in der Umgebung des Wertes 1150°C.
Die beiden Kurven 11 und 25 begrenzen ein Gebiet A, dessen Grosse unmittelbar mit der Wärmeleitfähigkeit der Probe im Zusammenhang steht. Dies bedeutet, dass der Rauminhalt des Gebietes A ein Mass des Einflusses des Eutektikums des Teiles 15 auf den Teil
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14 der Probe ist. Es ist nun eine bekannte Tatsache, dass die Wärmeleitfähigkeit eines Metalls in unmittelbarem Zusammenhang mit der metallographischen Struktur desselben steht, demzufolge die im Wendepunkt der Kurve 11 ermittelte Temperatur T und der Rauminhalt des zwischen den Kurven 11 und 25 eingeschlossenen Gebietes unmittelbar mit der metallographischen Struktur der betreffenden Metallprobe zusammenhängen.
Die beiden vorgenannten Parameter lassen sich ebenfalls durch Ermittlung der Erstarrungskurve 16 der Probe und deren graphischen Darstellung nebst der Kurve 11 ermitteln. Die Ermittlung dieser Erstarrungskurve 16 findet mittels eines zweiten Temperaturmessgeräts statt, beispielsweise mittels eines zweiten thermoelektrischen Elementes auf geeigneter Höhe im Teil 15 der Probe. Die zwei thermoelektrischen Elemente 22 und 27 befinden sich also grundsätzlich auf verschiedener Höhe in der Probe, und zwar das erste im unteren und das zweite im oberen Teil. Die an einem bestimmten Zeitpunkt zwischen den Ordinaten (Temperaturen) der Kurven 16 und 11 ermittelte Temperaturdifferenz Δ T1 ändert sich in Abhängigkeit der Wärmeleitfähigkeit und demnach des Nodularitätsgrades der Metallprobe.
Es ist eine versuchsmässig erwiesene Tatsache, dass die Temperatur T durch die eutektische Temperatur des Probenteiles 15, sowie durch mehrere andere Faktoren, wie z.B. die Wärmeleitfähigkeit, die Giesstemperatur und die betreffende Giesstechnik, beeinflusst wird. Es ist daher besonders wünschenswert die Wärmeleitfähigkeit der Probe zu kennen. Bei ihrer Ermittlung ist natürlich der Einfluss der übrigen Parameter möglichst weitgehend auszuschalten. Wenn das thermoelektrische Element 22 sich ungefähr auf der
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eutektischen Temperatur des Teiles 14 befindet, wird die Kühlgeschwindigkeit kaum durch die Wärmeleitfähigkeit beeinflusst, da die Temperaturgradienten in diesem Falle verhältnismässig klein sind. Dies ermöglicht die Bestimmung eines Parameters "Normalkühlgeschwindigkeit", d.h. einer Grosse auf die der Einfluss der Wärmeleitfähigkeit praktisch Null ist. Im vorliegenden Fall ist diese Normalkühlgeschwindigkeit die Kühlgeschwindigkeit über ein Temperaturbereich von 1000C, und zwar über den Temperaturbereich zwischen 11600C und 1O6O°C. Ferner empfiehlt es sich ebenfalls eine mit der Grosse T im Zusammenhang stehende Temperatur zu benutzen, wie beispielsweise die genau 3 Minuten nach Giessbeginn gemessene Temperatur der Metallprobe. Es ist natürlich auch möglich den vorgenannten Parameter "Normalkühlgeschwindigkeit" anders zu definieren, wie z.B. in der Form einer ersten, aus der Kühlkurve in einem Punkt abgeleiteten Grosse, wo die Wärmeleitfähigkeit nur eine untergeordnete Rolle spielt, wie dies z.B. der Fall ist in einem in der Nähe der eutektischen Temperatur befindlichen Punkt. Ferner lassen sich auch andere Parameter statt der Grosse T , wie z.B. die erforder-
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liehe Zeit für das Erreichen einer bestimmten, ziemlich weit unter der eutektischen Temperatur liegenden Temperatur, aus der Kühlkurve ableiten. Auch kann die erstgenannte, nach einer bestimmten Zeit oder bei einer bestimmten Temperatur aus der Kühlkurve abgeleitete Grosse auf befriedigende Weise mit der Wärmeleitfähigkeit in Zusammenhang gebracht werden.
Gemäss einer weiteren Durchführungsweise der Erfindung kann der Tiegel 10, nämlich der Tiegel 30, auch ohne thermoelektrisches Element 27 eingesetzt werden. Die Abbildung 4 zeigt eine durch Kühlung einer flüssigen Gusseisenprobe in einem Topf 30 ermittelte
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Kühlkurve, deren Ordinatenachse die Zeitachse und Abzissenachse die Temperaturachse ist. Das Zeichen X in dieser Abbildung 4 bedeutet die erforderliche Kühlzeit um die Temperatur 1OO°C, d.h. von 11600C bis 10600C, herabzusetzen.
Der Tiegel 30 unterscheidet sich vom Tiegel 10 lediglich dadurch, dass er nur mit einem einzigen thermoelektrischen Element, d.h. mit einem Alumel-Chromel-Thermoelement 32 im unteren Teil 34, versehen ist. Der Tiegel 30 besteht aus zwei koachsialen Teilen verschiedenen Durchmessers, d.h. aus einem breiteren oberen Teil 36 und einem schmäleren unteren Teil 34. Geeignete Abmessungen des unteren Teiles 34 sind z.B. die folgenden : Durchmesser 18,5 mm; Höhe : 29 mm; Abstand zwischen dem thermoelektrischen Element 32 und dem Boden : 6 mm. Geeignete Abmessungen des oberen Teiles 36 sind z.B. die folgenden : Durchmesser : 50 mm; Höhe : 46 mm. Wie bereits oben erklärt, verläuft die Kühlung des einen Probenteiles im unteren Teil 34 des Tiegels bedeutend rascher als die des anderen Probenteiles im oberen Teil 36 des Tiegels. Der in der US-Patentschrift beschriebene Tiegel lässt sich derart abändern, dass er die Form des Tiegels 30 aufweist.
Die Abbildung 6 ist die graphische Darstellung des Verlaufes der drei Minuten nach Giessanfang durch das thermoelektrische Element 32 gemessenen Temperatur in Abhängigkeit der erforderlichen Zeit (Sekunden) um die Temperatur von 11600C bis zu 10600C herabzusetzen. Die Kurve der Abbildung 6 wurde experimentell bestimmt um die Beziehung zwischen Zeit und Temperatur eines in einen geeigneten Tiegel gegossenen Nodulargusseisens zu kennen. Gemäss der Abbildung 4 beträgt die Temperatur 9380C und ist die Zeit X 50 Sekunden. Durch Einführung dieser Werte in die Abbildung 6 ergibt
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sich für die Temperaturdifferenz Δ T der Wert 40C.
Dem mit der Prüfung beauftragten Laboranten soll eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Temperaturdifferenz ΔT und der Nodularität, wie sie auf der Abbildung 7 zu sehen ist, zur Verfugung gestellt werden. Die graphische Darstellung auf der Abbildung 7 gilt für typisches, in einen Tiegel 30 gegossenes Nodulargiesseisen. Bei der Benutzung eines Tiegels irgendeinen anderen Typs, muss natürlich eine neue, entsprechende graphische Darstellung gemäss den in der vorliegenden Patentschrift beschriebenen Prinzipien gemacht werden.
Wie aus der Abbildung 7 ersichtlich ist, wird die graphische Darstellung vorzugsweise in horizontale Bereiche, beispielsweise in einen grünen ("X"), einen gelben ("Y") und einen roten ("Z") Bereich, geteilt. Fällt die Temperaturdifferenz ΔT in den grünen Bereich, so kann mit Sicherheit gesagt werden, dass das Eisen eine gute Nodularstruktur hat. Fällt sie in den gelben Bereich, so kann das Eisen eine gute Nodularstruktur haben, aber sicher ist das nicht und sind weitere Prüfungen erforderlich. Fällt sie in den roten Bereich, so ist die Nodularstruktur des Metalls bestimmt unbefriedigend.
Bei der Analyse von Gusseisenproben sind kürzere Kühlzeiten als etwa 90 Sekunden, laufend ab Anfang des Giessens der Probe bis zur Erstarrung des Teiles 14 oder 34, möglichst zu vermeiden zwecks Vermeidung von Karbidbildung. Überdies empfiehlt es sich die Gesamtanalysenzeit aus Gründen wirtschaftlicher Art höchstens auf etwa 5 Minuten zu beschränken. Dies erfordert natürlich eine zweckmässige Ausführung des Tiegels in bezug auf Grosse, Form u.dgl. In dieser Hinsicht wird der Tiegel vorzugsweise aus Form-
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sand mit einem geeigneten Kunzharz als Bindemittel und beispielsweise mit einem Innendurchmesser des unteren Teiles 13 von ungefähr 18,5 mm und einem Innendurchmesser des oberen Teiles 12 von ungefähr 50 mm hergestellt.
Bei der Anwendung eines einzigen Temperaturmessgeräts im Teil des Tiegels wo der Kühlvorgang am schnellsten verläuft, findet die Bestimmung der Temperaturdifferenz Δ Τ mittels einer graphischen Darstellung, wie sie auf den Abbildungen 4 und 6 wiedergegeben ist, statt. Ist der Tiegel mit zwei thermoelektrischen Elementen ausgestattet (Abb. 1) , wird die Temperaturdifferenz Λτ' mittels einer graphisches Darstellung der durch die Abbildung 3 erläuterten Art bestimmt. Die weitere Verwertung des derart ermittelten Temperaturunterschieds Δ T1 zwecks Voraussage der Nodularstruktur des Metalls findet sodann mittels einer experimentell bestimmten graphischen Darstellung statt.
Das erfindungsgemässe Verfahren beruht also auf der Bestimmung eines geeigneten mit der Wärmeleitfähigkeit des Metalls im Zusammenhang stehenden Parameters, wie z.B. einer Temperaturdifferenz ΔT der oben definierten Art, nach dem Giessen einer Probe des flüssigen Metalls in einen geeigneten Tiegel, und auf der weiteren Verwertung dieses Parameters zwecks Vorherbestimmung der Nodularstruktur des Metalls, derart dass die Herstellung der Gussstücke beginnen kann wenn die Nodularstruktur gut ist oder die Zusammensetzung des flüssigen Metalls korrigiert werden kann wenn die Nodularstruktur nicht den gestellten Anforderungen entspricht und das Metall in der Giesspfanne sogar für untauglich erklärt werden kann um die Glessformen zu sparen und sonstige nutzlose Betriebskosten zu vermeiden.
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Bekanntlich kann die Nodularstruktur sich allmählich ändern mit der Zeit. Es empfiehlt sich daher die Nodularstruktur jedesmal nach dem Giessen sämtlicher Gussstücke gemäss dem hier beschriebenen erfindungsgemässen Verfahren zu kontrollieren um zu wissen ob die Qualität der letzten Gussstücke den gestellten Anforderungen entspricht.
Falls Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens beim sogenannten IN-MOLD-Verfahren, kann es unterschiedlich geändert und angepasst werden. So z.B. entspricht der Haupthohlraum der Giessform dem Teil 36 des Tiegels 30 und ist der Teil 34 ein kleiner Nebenhohlraum für die schnellere Erstarrung eines Teiles des Metalls. Nach dem Erstarren wird der in diesem Nebenhohlraum gebildete Teil zusammen mit dem im Eingusskanal gebildeten Teil entfernt.
Es ist ausserdem möglich einen elektronischen Mikroprozessor oder Tischrechner in Verbindung mit einem Digitalpyrometer als Computeranalysensteuervorrichtung mit den gefärbten Bereichen der Abbildung 7 entsprechenden roten, gelben und grünen Leuchten anzuwenden. Das erfindungsgemässe Verfahren bietet hierbei den zweifachen Vorteil einerseitz die meisten Steuerschwierigkeiten auszuschalten und anderseits das Giessen von Gussstücken unbefriedigender Nodularstruktur zu vermeiden.
Die Erfindung beschränkt sich natürlich keineswegs auf die obenbeschriebenen Durchführungsbeispiele, sondern eignet sich für die verschiedenartigsten Abänderungen, Ergänzungen und Anpassungen derselben, vorausgesetzt natürlich, dass der durch die nachfolgenden Patentansprüche abgesteckter Erfindungsrahmen nicht überschritten wird.
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Claims (17)

  1. 4630 Bociui.i! 1
    j - Verfahren für die Voraussage der metallographischen Struktur metallischer Gussstücke, dadurch gekennzeichnet, dass es aus den folgenden Stufen besteht : (a·) das Nehmen einer Probe des flüssigen Metalls; (b) das Kühlen dieser Probe; (c) die Bestimmung eines mit der Wärmeleitfähigkeit der Probe im Zusammenhang stehenden Parameters; (d) die Verwertung dieses Parameters für die Voraussage der Qualität der metallographischen Struktur der herzustellenden Gussstücke.
  2. 2. - Verfahren gemäss dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich hinsichtlich der metallographischen Struktur um die Nodularstruktur handelt und dass das flüssige Metall Gusseisen ist.
  3. 3. - Verfahren gemäss irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass während der vorgenannten Stufe (b) zwei Teile der Probe mit verschiedener Geschwindigkeit erstarrt werden, und zwar ein erster Teil (14,34) mit höherer Geschwindigkeit und ein zweiter Teil (15,36) mit niedrigerer Geschwindigkeit, und dass die Temperatur des ersten mit höherer Geschwindigkeit erstarrten Teiles (14,34) gemessen wird.
  4. 4. - Verfahren gemäss dem Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgenannte Stufe (c) mit der Stufe (b) zusammenfällt und dass während derselben die Kühlgeschwindigkeit eines Teiles der Probe in einem Temperaturbereich gemessen wird, worin der Einfluss der Wärmeleitfähigkeit auf die Kühlgeschwindigkeit dieses Teiles minimal ist, und dass darauf der während des weiteren Verlaufes des Kühlvorganges auf die Kühlgeschwindigkeit ausgeübte thermische Einfluss des übrigen Teiles der Probe während einer bestimmten Zeit gemessen wird.
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    ORIGINAL INSPECTED
  5. 5. - Verfahren gemäss dem Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgenannte Stufe (c) mit der Stufe (b) zusammenfällt und dass während derselben die Kühlgeschwindigkeit eines Teiles der Probe in einem Temperaturbereich gemessen wird, worin der Einfluss der Wärmeleitfähigkeit auf die Kühlgeschwindigkeit dieses Teiles minimal ist, und dass darauf der während des weiteren Verlaufes des Kühlvorganges auf die Kühlgeschwindigkeit ausgeübte thermische Einfluss des übrigen Teiles der Probe über einen bestimmten Temperaturbereich gemessen wird.
  6. 6. - Verfahren gemäss dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während der vorgenannten Stufe (c) die Kühlgeschwindigkeit der Probe in einem Temperaturbereich gemessen wird, worin der Einfluss der Wärmeleitfähigkeit auf die Kühlgeschwindigkeit minimal ist.
  7. 7. - Verfahren gemäss dem Anspruch 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Solidus-Temperatur im betreffenden Temperaturbereich liegt.
  8. 8. - Verfahren gemäss dem Anspruch 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der betreffende Temperaturbereich sich über etwa 10O0C erstreckt.
  9. 9. - Verfahren gemäss dem Anspruch 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Grenze des betreffenden Temperaturbereiches ungefähr bei 11600C und die untere Grenze ungefähr bei 10600C liegt.
  10. 10. - Verfahren gemäss dem Anspruch lf dadurch gekennzeichnet, dass während der vorgenannten Stufe (c) der unterschiedliche Verlauf des Kühlvorganges mehrerer Teile (14 oder 34; 15 oder 36) mittels Temperaturmessgeräten (17,22;32) verfolgt wird.
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  11. 11. - Verfahren gemäss dem Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlvorgang während einer Zeit von etwa 3 Minuten verfolgt wird.
  12. 12. - Verfahren gemäss dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgenannte Stufe (a) besteht im Giessen flüssigen Gusseisens in eine Giessform (10,30), welche einen mit einem zweiten Hohlraum (12) in Verbindung stehenden ersten Höhlraum (13) aufweist; dass der Kühlvorgang während der Stufe (c) derart verläuft, dass die Kühlung des Teiles der Gusseisenprobe im ersten Hohlraum (13) schneller stattfindet als die des Teiles im zweiten Hohlraum (12); und dass während der Stufe (d) die derart ermittelten Daten für die Voraussage der Nodularstruktur des im zweiten Hohlraum (12) erstarrten Gusseisens benutzt werden.
  13. 13. - Verfahren zum Voraussagen der Nodularstruktur von durch Giessen flüssigen Nodulargusseisens herzustellenden Gussstücken, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Stufen umfasst : (a) das Giessen einer Gusseisenprobe aus einer Giesspfanne in einen Tiegel (10,30); (b) das Kühlen und Erstarren eines ersten Teiles (14,34) dieser Probe im Tiegel (10,30) mit einer ersten, höheren Kühlgeschwindigkeit und eines zweiten Teiles (15,36) der Probe mit einer zweiten, niedrigeren Kühlgeschwindigkeit; (c) Messung wenigstens der Temperatur des ersten Teiles (14,34) der Gusseisenprobe im Tiegel (10,30) während des Erstarrens des Metalls; (d) Benutzung des derart gemessenen Temperaturverlaufes nach dem Erstarren des ersten Teiles (14,34) der Probe für die Bestimmung der Nodularstruktur der Gusseisenprobe im Tiegel zwecks Voraussage der Nodularstruktur der mit dem flüssigen Gusseisen aus der Giesspfanne herzustellenden Gussstücke.
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    282135?
  14. 14. - Gerät für die Prüfung der metallographischen Struktur flüssigen Metalls, dadurch gekennzeichnet, dass es besteht aus (a) einem einen Hohlraum aufweisenden Tiegel (10,30) und (b) Mitteln für eine schnellere Kühlung eines ersten Teiles (14,34) der Probe in diesem Hohlraum als die Kühlung eines zweiten Teiles (15,36) der Probe, sowie Mitteln für das Messen der Temperatur im ersten Teil der Probe.
  15. 15. - Gerät gemäss dem Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass dieser erste Teil (14,34) der Probe sich unten im Tiegel befindet .
  16. 16. - Gerät gemäss dem Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum des vorgenannten Tiegels aus zwei aneinandergrenzenden Teilen besteht, wobei der erste Teil (12) einen kleineren Querschnitt als der zweite Teil (13) aufweist, derart dass das Verhältnis Oberfläche/Rauminhalt des zweiten Teiles (13) kleiner ist als das des ersten Teiles (12) .
  17. 17. - Gerät gemäss dem Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgenannte Tiegel eine Giessform ist, deren erster Hohlraumteil ein Hilfshohlraum und zweiter Hohlraumteil der Haupthohlraum ist.
    609848/0781
DE2821352A 1977-05-18 1978-05-16 Verfahren zur Vorausbestimmung der metallographischen Struktur eines Gußstückes und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Expired DE2821352C2 (de)

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