DE69915354T2 - Verfahren zur bestimmung der nötigen menge an strukturmodifizierender lösung, die zu gusseisen gegeben werden soll - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zum Voraussagen der Mikrostruktur, mit der eine Gusseisenschmelze, welche eine Zusammensetzung mit einem Kohlenstoffäquivalent nahe dem eutektischen Punkt im Eisen-Kohlenstoff-Phasendiagramm aufweist, erstarren wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
• Hintergrund der Erfindung
• Die WO86/01755 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Gusseisen mit Kompaktgraphit mittels thermischer Analyse. Aus einem Gusseisenschmelzebad wird eine Probe genommen, und diese Probe lässt man 0,5 bis 10 Minuten lang erstarren. Die Temperatur wird gleichzeitig von zwei auf Temperatur ansprechenden Mitteln aufgezeichnet, von denen eines im Zentrum der Probe angeordnet ist und das andere in unmittelbarer Nachbarschaft der Behälterwandung: Für jedes der beiden auf Temperatur ansprechenden Mittel werden sogenannte Abkühlkurven aufgezeichnet, welche die Temperatur der Eisenprobe als Funktion der Zeit repräsentieren. Gemäß dieser Schrift ist es dann möglich, die notwendige Menge an strukturmodifizierenden Agenzien zu bestimmen, die der Schmelze zugesetzt werden muss, um die gewünschte Mikrostruktur zu erhalten. Die in dieser Schrift offenbarten Abkühlkurven sind jedoch eher gleichförmig und es werden keine Variationen offenbart.
• Zur genauen Bestimmung der Graphit-Mikrostruktur in Gusseisenproben verlangen konventionelle Thermoanalyseverfahren, wie z. B. das in der WO86/01755 offenbarte, Abkühlkurven, bei denen der erste Temperaturhaltepunkt, der durch Austenitbildung verursacht wird, deutlich getrennt ist von der Wärmefreisetzung, welche durch den Beginn der eutektischen Erstarrung verursacht wird. Manchmal werden jedoch Abkühlkurven ohne einen derartigen deutlich getrennten Temperaturhaltepunkt erhalten. Dies ist der Fall, wenn das geschmolzene Gusseisen als eutektisches oder übereutektisches Eisen erstarrt. Bislang war es nicht möglich, Abkühlkurven, die zu naheutektischem Gusseisen korrespondieren, zur Überwachung des Graphitwachstums zu benutzen.
• Die WO93/20965 lehrt, dass übereutektische Schmelzen, bei denen der Graphit vor dem Eisen nukleiert, kein deutliches Plateau liefern, wenn die Temperatur die Liquiduslinie kreuzt. Richtig wird dies dem Umstand zugeschrieben, dass die Graphitkristallisation eine geringere Freisetzung von latenter Wärme aufweist als Eisen.
• Indem eine kleine Menge von kohlenstoffarmem Eisen in die Schmelze gegeben wird, tritt lokale, partielle Auflösung des kohlenstoffarmen Eisens auf, während sich die Probe noch im geschmolzenen Zustand befindet. Mit Abkühlung der Probe beginnt das relativ reine Eisen, welches den verbleibenden festen Bereich des Nagels umgibt, wegen seines niedrigeren Kohlenstoffäquivalents (CE) zu erstarren. Letztlich, wenn das Probenvolumen auf eine Temperatur unterhalb der Liquiduslinie abkühlt, beginnen das verbleibende feste Volumen des Nagels, der umgebende Bereich mit niedrigem CE und der geschmolzene Bereich des Nagels zu erstarren und "triggern" die Erstarrung in einer ansonsten übereutektischen Schmelze. Das Nettoergebnis ist, dass ein Austenit-Halteplateau in der Abkühlkurve erscheint.
• Die WO93/20965 gibt ferner an, dass die Temperaturdifferenz (ΔT) zwischen T_δ und T_cmax verwendet werden kann, um eine Korrelation mit dem Kohlenstoffäquivalent zu etablieren. Jedoch betrifft die WO93/20965 übereutektische Schmelzen, d. h. Schmelzen, bei denen das Kohlenstoffäquivalent so hoch ist, dass die Wärmefreisetzung infolge der primären Erstarrung nicht mit dem Minimum der Abkühlkurve zusammenfällt (schraffierter Bereich von 2(a) der WO93/20965). Dementsprechend sind die primäre Erstarrung und die eutektische Erstarrung getrennt.
• In keiner der im Vorstehenden zitierten Schriften wird die Durchführung einer thermischen Analyse an Gusseisenschmelzen zur Bestimmung des Kohlenstoffäquivalents von Schmelzen, welche naheutektisch sind, diskutiert. Die WO93/20965 schlägt ferner Messungen an Schmelzen mit einem Kohlenstoffäquivalent von bis zu 4,7% vor. Wegen der Graphitflotation und der Degeneration der Graphitgestalt ist es nachteilig, so hohe Werte zu erreichen. Ebenso ist das Verfahren nach WO93/20965 nachteilig, weil es eine Extrazugabe von kohlenstoffarmem Stahl oder Eisen zu dem Probengefäß verlangt und damit zu höheren Kosten und einem aufwändigeren Verfahren führt.
• Zusammenfassung der Erfindung
• Die vorliegende Erfindung stellt eine Möglichkeit zur Auswertung von in naheutektischen Gusseisenschmelzen aufgezeichneten Abkühlkurven bereit. Die Kurven werden ausgewertet durch Bestimmen der Nettomenge der im Zentrum der Schmelzeprobe erzeugten Wärme als Funktion der Zeit. Diese Information wird dann verwendet, um den Teil der zentral aufgezeichneten Abkühlkurve zu identifizieren, der als eine Basis zum Bestimmen der Menge an strukturmodifizierendem Agens, welche zur Erzeugung von Gusseisen mit Kompaktgraphit und/oder Gusseisen mit Kugelgraphit hinzugegeben werden muss, verwendet werden kann, und um den Teil der Kurve zu identifizieren, der mit der Bildung von Primäraustenit verknüpft ist. Die Erfindung ist in den Ansprüchen dargelegt.
• Definitionen
• Der Ausdruck "Abkühlkurve", wie er hierin verwendet wird, bezieht sich auf Graphen, welche die Temperatur als Funktion der Zeit repräsentieren, wobei die Graphen in der Weise aufgezeichnet worden sind, wie in WO86/01755, WO92/06809 offenbart.
• Der Ausdruck "Wärmeerzeugungskurve", wie er hierin verwendet wird, bezieht sich auf einen Graphen, welcher die Wärme zeigt, die in einer bestimmten Zone eines geschmolzenen Gusseisens erzeugt wird. Zum Zwecke der vorliegenden Erfindung werden alle Wärmeerzeugungskurven hierin für eine Zone bestimmt, welche sich im Zentrum einer Probe von geschmolzenem Gusseisen befindet. Diese Zone wird insgesamt als "Zone A" bezeichnet.
• Der Ausdruck "Probengefäß", wie hierin offenbart, bezieht sich auf einen kleinen Probenbehälter, der zur Verwendung für eine thermische Analyse mit einer Probe geschmolzenen Metalls gefüllt wird. Die Temperatur wird dann während der Erstarrung auf geeignetem Wege aufgezeichnet. Bevorzugt ist das Probengefäß in der Weise ausgestaltet, wie in WO86/01755, WO92/06809, WO91/13176 und WO96/23206 offenbart.
• Der Ausdruck "Probenahmevorrichtung", wie hierin offenbart, bezieht sich auf eine Vorrichtung, umfassend ein Probengefäß, welches mit mindestens zwei auf Temperatur ansprechenden Mitteln für die thermische Analyse ausgestattet ist, wobei die Mittel dazu gedacht sind, während der Analyse in der erstarrenden Metallprobe eingetaucht zu sein, und ein Mittel zum Füllen der Probe mit geschmolzenem Metall. Das Probengefäß ist bevorzugt mit den Sensoren in der Weise ausgestattet, wie in WO96/23206 offenbart.
• Der Ausdruck "strukturmodifizierendes Agens", wie hierin offenbart, betrifft Verbindungen, welche die Morphologie des in dem geschmolzenen Gusseisen vorhandenen Graphits beeinflussen. Geeignete Verbindungen können ausgewählt sein aus der Gruppe von Magnesium und Seltenerd-Metallen, z. B.
• Cerium, oder Mischungen von diesen Verbindungen. Die Beziehung zwischen der Konzentration an strukturmodifizierenden Agenzien in geschmolzenem Gusseisen und der Graphitmorphologie in erstarrtem Gusseisen ist bereits in den oben zitierten Schriften WO92/06809 und WO86/01755 diskutiert worden.
• Der Ausdruck "CGI", wie er hierin verwendet wird, bezieht sich auf Gusseisen mit Kompaktgraphit.
• Der Ausdruck "SGI", wie er hierin verwendet wird, bezieht sich auf Gusseisen mit Kugelgraphit.
• Figuren
• Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügte zeichnerische Darstellung beschrieben, wobei
• 1A bis 4A Abkühlkurven offenbaren. Eine durchgehende Linie bezieht sich auf die Temperatur im Zentrum der Schmelze, und eine unterbrochene Linie bezieht sich auf die Temperatur in der Nähe der Wandung des Probengefäßes. Die 1B bis 4B zeigen Zone-A-Wärmeerzeugungskurven korrespondierend zu den Abkühlkurven der 1A bis 4A. 1 bezieht sich auf normales untereutektisches Gusseisen, und die 2 bis 3 zeigen Kurven für naheutektisches Gusseisen mit erhöhten Werten für das Kohlenstoffäquivalent. 4 offenbart Kurven, welche sich auf untereutektisches Gusseisen beziehen.
• 5 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Kontrollieren der Herstellung von Gusseisen mit Kompaktgraphit oder Kugelgraphit in Einklang mit der vorliegenden Erfindung.
• 6 ist eine schematische Darstellung eines Probengefäßes, bei dem der Wärmetransport in allen Richtungen annähernd gleich ist. Während der Messung ist das Gefäß mit geschmolzenem Gusseisen gefüllt. Dieses geschmolzene Gusseisen kann als eine Erstarrungssphäre betrachtet werden. Die Zone A bezieht sich auf eine Sphäre im Zentrum der geschmolzenen Probe, und die Zone B bezieht sich auf das geschmolzene Eisen, welches die Zone A umgibt. Die Radien r₁ und r₂ beziehen sich auf den mittleren Radius der Zone A bzw. der Zone B.
• Detailbeschreibung der Erfindung
• Wie bereits im Vorstehenden erwähnt, betrifft die vorliegende Erfindung ein verbessertes Verfahren für die Interpretation von Abkühlkurven von naheutektischen Gusseisenschmelzen. Einer der wichtigen Aspekte einer Abkühlkurve ist die maximale Steigung des Rekaleszenz-Peaks der zentral aufgezeichneten Abkühlkurve. Dieser Punkt wird in den 1A, 2A und 3A als α bezeichnet. In Abkühlkurven, welche zu naheutektischen Gusseisenschmelzen korrespondieren, liegt der Wendepunkt (in den Figuren als "t_p" bezeichnet) viel näher bei α, und es kann sehr schwierig sein, die Steigung korrekt zu bestimmen. Beispiele für derartige Kurven finden sich in 2A und 3A. Nun wurde jedoch gefunden, dass die Bestimmung der maximalen Steigung bei α wesentlich vereinfacht werden kann, wenn eine Wärmeerzeugungskurve, welche zu der zentralen Zone (der Zone A) des geschmolzenen Gusseisens korrespondiert, berechnet wird. Eine derartige Wärmeerzeugungskurve macht es möglich, den Ort von t_p in der zentral aufgezeichneten Abkühlkurve zu bestimmen und zu prüfen, ob er die Steigung des Rekaleszenz-Peaks beeinflusst oder nicht.
• Die Wärmebilanz eines beliebigen gleichförmigen Elementes kann beschrieben werden durch die Beziehung: Qgespeichert = Qerzeugt + Qein – Qaus (1)worin Q_gespeichert die durch die Wärmekapazität des Materials gespeicherte Wärmemenge ist, worin Q_erzeugt die durch das Materialvolumen erzeugte Wärmemenge ist, worin Q_ein die in das Material von seiner Umgebung übertragene Wärme ist und worin Q_aus die aus dem Material an seine Umgebung übertragene Wärme ist.
• Bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung ist es vorteilhaft, ein Probengefäß zu verwenden wie in SE 9704411-9 offenbart. In einem derartigen Probengefäß ist der Wärmetransport in einer in dem Gefäß enthaltenen Probe in allen Richtungen annähernd gleich. Im Folgenden wird nun der Wärmetransport zwischen dem Zentrum (6, Zone A) und dem mehr peripheren Teil (6, Zone B) eines in einem Probengefäß enthaltenen geschmolzenen Gusseisens beschrieben. Da die Zone A im Zentrum der geschmolzenen Gusseisenprobe liegt und da diese Zone als eine Erstarrungssphäre angesehen werden kann, wird keine Wärme in die Zone transportiert und Q_ein ist deshalb gleich Null. Durch geeignetes Einsetzen in die obige Beziehung (1) erhält man die folgende Gleichung: CpmAdTA/dt = QgenA + 0 – 4πke[(TA – TB)/(I/r1 – I/r2)] (2) worin C_p die Wärmekapazität je Masseeinheit bedeutet, worin m_A die Masse der Zone A ist, worin dT_A/dt für die Temperaturänderung der Zone A je Zeiteinheit steht, worin Q_genA die in der Zone A erzeugte Wärme bedeutet, worin ke der effektive Wärmeübergangskoeffizient des Materials ist und worin (I/r₁ – I/r₂)^–1 die mittlere Weglänge für den Wärmetransport bedeutet. Die Radien r₁ und r₂ sind beide in 6 definiert. T_A und T_B sind die Temperaturen in der Zone A bzw. der Zone B.
• Aus Gleichung (2) können wir den Wärmeerzeugungsterm isolieren und die mittlere Wärmeerzeugung im Volumen in der Zone A berechnen: QgenA = CpmAdTA/dt + 4πke[(TA – TB)/(I/r1 – I/r2)] (3)
• In Gleichung (3) sind alle Variablen Konstanten, ausgenommen dT_A/dt und (T_A – T_B). Dementsprechend kann die Gleichung (3) vereinfacht werden auf: QgenA = k1dTA/dt + k2(TA – TB) (4)worin k₁ und k₂ Konstanten sind. Somit kann eine Wärmefreisetzungskurve berechnet werden aus einem Satz von Abkühlkurven, welche im Zentrum und an der Peripherie einer Probe von geschmolzenem Gusseisen aufgezeichnet werden.
• Wie bereits erwähnt, basieren diese Berechnungen auf einer Situation, in der Wärme gleichmäßig in allen Richtungen transportiert wird. Für den Fachmann ist es selbstverständlich möglich, andere Gleichungen, welche zu anderen Wärmetransportbedingungen korrespondieren, zu berechnen.
• Wie bereits an früherer Stelle erwähnt, beeinflusst das Kohlenstoffäquivalent einer bestimmten Gusseisenschmelze das Erscheinungsbild ihrer korrespondierenden Abkühlkurven und Wärmefreisetzungskurven. Derartige Abkühlkurven und Wärmeerzeugungskurven können – in Abhängigkeit vom Kohlenstoffäquivalent – unterteilt werden in vier Modelltypen:
• Typ 1, der in 1 offenbart ist, betrifft untereutektisches Gusseisen. Die im Zentrum der Probe aufgezeichnete Abkühlkurve ist durch einen ersten Wende punkt gekennzeichnet, welcher mit der Bildung von Austenit verknüpft ist, gefolgt von einem lokalen Minimum. Die Interpretation solcher Kurven macht keine besonderen Schwierigkeiten und kann gemäß den in WO86/01755 und WO92/06809 umrissenen Prinzipien durchgeführt werden. Es möge beachtet werden, dass ein Peak (t_p) in der Zone-A-Wärmeerzeugungskurve auftritt, der zu dem Wendepunkt (und damit zum Beginn der Austenitbildung) in der zentral aufgezeichneten Abkühlkurve korrespondiert.
• Typ 2, der in 2 offenbart ist, betrifft naheutektisches Gusseisen und ist gekennzeichnet durch ein sehr flaches lokales Minimum in der im Zentrum der Probe aufgezeichneten Abkühlkurve. Ein Wendepunkt ist nicht zu sehen. Es ist jedoch viel leichter, einen zu dem Austenitbildungspunkt t_p korrespondierenden Peak in der Wärmeerzeugungskurve zu finden. In diesem Fall zeigt sich, dass der Austenitbildungspunkt t_p in Verbindung mit dem lokalen Minimum angeordnet ist, was zu einem sehr flachen Minimum führt. Aus den 2A und 2B ist ersichtlich, dass t_p die Steigung bei α nicht beeinflusst.
• Typ 3, welcher in 3 offenbart ist, betrifft ebenfalls naheutektisches Gusseisen und ist gekennzeichnet durch einen detektierbaren Wendepunkt nach dem lokalen Minimum in der im Zentrum der Probe aufgezeichneten Abkühlkurve. Nach Bestimmung der Wärmeerzeugungskurve ist es leicht, die Position des Austenitbildungspunktes t_p unmittelbar nach dem lokalen Minimum zu lokalisieren. In dieser Situation wird jedoch die Rekaleszenz und damit α durch die Austenitbildung beeinflusst. Um es zu ermöglichen, die Effekte des "verschobenen Austenitbildungspunktes" zu vernachlässigen und einen korrekten α-Wert lokalisiert bei t_α (wobei t_α > t_p) zu finden, wird der Teil der zentral aufgezeichneten Abkühlkurve, der unmittelbar benachbart zu t_p liegt und Zeitwerte t aufweist, derart, dass t–tp größer ist als ein vorbestimmter Schwellwert tv, nach einem Maximalwert α₁ der ersten Zeitableitung abgesucht. Dieser Wert α₁ wird dann als ein korrekter α-Wert in dem Verfahren verwendet. Ein geeigneter Schwellwert tv kann von einem Fachmann leicht bestimmt werden, wobei jedoch typische Beispiele für solche Werte 1 bis 5 Sekunden sind.
• Typ 4, welcher in 4A offenbart ist, betrifft übereutektisches Gusseisen. Dieser Typ ist dadurch gekennzeichnet, dass keine evidenten Wendepunkte oder breiten Minima zu sehen sind. Die Wärmeerzeugungskurve der Zone A umfasst keine detektierbaren Peaks. Die vorliegende Erfindung findet keine Anwendung in dieser Situation.
• Bevorzugt wird das Vorhersageverfahren durchgeführt unter Verwendung eines computergesteuerten Systems, besonders dann, wenn eine große Zahl von Messungen durchzuführen sind. In diesem Fall wird dieselbe Art von Probenvorrichtung 22 verwendet wie im Vorstehenden beschrieben. Ein derartiges computergesteuertes System ist in 6 umrissen. Während der Messung einer bestimmten Probe senden die zwei auf Temperatur ansprechenden Mittel 10, 12 Signale an einen Computer 14, welcher eine ROM-Einheit 16 und eine RAM-Einheit 15 umfasst, um die Abkühlkurven zu erzeugen. Die Computereinrichtung 14 ist mit einem Speichermittel 19 gekoppelt, in dem eine Programmroutine gespeichert ist. Wenn im Folgenden beschrieben wird, dass der Computer arbeitet, so bedeutet dies, dass der Computer durch das Programm im Speicher 19 gesteuert wird. Der Speicher 19 kann eine ROM-Schaltung oder eine Festplatte sein. Das Programm kann dem Speicher 19 über einen nichtflüchtigen Speicher, z. B. eine CD-ROM oder eine Diskette, bereitgestellt werden, z. B. via Databus (nicht gezeigt). Der Computer hat Zugriff auf Kalibrationsdaten in einer ROM-Einheit 16 und berechnet die Menge an strukturmodifizierenden Agenzien, welche der Schmelze hinzuzufügen ist. Diese Menge wird einem Mittel 18 zur Abgabe eines strukturmodifizierenden Agens an die zu korrigierende Schmelze 20 signalisiert, wodurch die Schmelze mit einer geeigneten Menge derartiger Agenzien versorgt wird.

Claims (6)

1. Verfahren zum Bestimmen der Menge strukturmodifizierenden Agens, welche einer bestimmten Gusseisenschmelze zuzugeben ist, um Gusseisen mit Kompaktgraphit oder Gusseisen mit Kugelgraphit aus einem geschmolzenen Gusseisen mit untereutektischer oder naheutektischer Zusammensetzung zu erhalten, wobei das Verfahren eine Probenahmevorrichtung verlangt, umfassend ein Probengefäß, Mittel zum Überwachen der Temperatur als Funktion der Zeit sowohl im Zentrum wie auch nahe der Wand des Probengefäßes und Mittel zum Abgeben strukturmodifizierender Agenzien an das geschmolzene Gusseisen, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: a) Kalibrieren – für die gewählte Gießmethode – der Menge strukturmodifizierenden Agens, welche einer untereutektischen Schmelze zuzugeben ist, um Gusseisen mit Kompaktgraphit oder Gusseisen mit Kugelgraphit zu erhalten, als Funktion des Maximalwertes α der ersten Zeitableitung einer Abkühlkurve, welche im Zentrum eines Probengefäßes aufgezeichnet wird; b) Entnehmen einer Probe von dem geschmolzenen Gusseisen unter Verwendung einer Probenahmevorrichtung; c) Erstarrenlassen der Probe in einem Probengefäß und Aufzeichnen von Abkühlkurven im Zentrum des Probengefäßes bzw. an der Probengefäßwand während der Erstarrung; d) Bestimmen einer Wärmeerzeugungskurve, welche die im Zentrum der Probe erzeugte Wärme als Funktion der Zeit angibt, durch Anwenden i) der Wärmebilanz-Formel: Qgespeichert = Qerzeugt + Qein – Qaus wobei Q_gespeichert die durch die Wärmekapazität des Materials gespeicherte Wärmemenge ist, wobei Q_erzeugt die durch das Materialvolumen erzeugte Wärmemenge ist, wobei Q_ein die in das Material von seiner Umgebung übertragene Wärme ist und wobei Q_aus die an die Umgebung übertragene Wärme ist; und ii) der in Schritt c) aufgezeichneten Abkühlkurven; e) Identifizieren der Lage eines möglichen lokalen Maximums t_p in der in Schritt d) erhaltenen Wärmeerzeugungskurve, welches Maximum zu einem Austenitbildungspunkt in der in Schritt c) erhaltenen zentral aufgezeichneten Abkühlkurve korrespondiert, und Kontrollieren, ob die Gefahr besteht, dass dieser Austenitbildungspunkt den Wert der maximalen Steigung der zentral aufgezeichneten Abkühlkurve beeinflusst; und, f) falls ein t_p lokalisiert wurde und keine Gefahr besteht, dass der Maximalwert α der ersten Zeitableitung von der Austenitbildung beeinflusst wird, Berechnen der Menge strukturmodifizierenden Agens (Va), welche der Schmelze zuzugeben ist, unter Verwendung des Wertes α und der in Schritt a) erhaltenen Kalibrationsdaten; oder, g) falls ein t_p lokalisiert wurde und t_p–t_α kleiner ist als ein Schwellwert t_tv, Identifizieren einer Zeit t_α1, (t_α1 > t_α), für die die zweite Zeitableitung der zentral aufgezeichneten Abkühlkurve annähernd 0 ist, Bestimmen des Wertes α₁ der ersten Zeitableitung und Berechnen der Menge strukturmodifizierenden Agens (Va), welche der Schmelze zuzugeben ist, unter Verwendung des Wertes α₁ und der in Schritt a) erhaltenen Kalibrationsdaten.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge strukturmodifizierenden Agens, welche zu einer bestimmten Gusseisenschmelze zuzugeben ist, um Gusseisen mit Kompaktgraphit zu erhalten, bestimmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetransport in einem Probengefäß, welches geschmolzenes Gusseisen enthält, in allen Richtungen annähernd gleich ist.
4. Verfahren zum Herstellen von Gussstücken aus Gusseisen mit Kompaktgraphit oder Gussstücken aus Gusseisen mit Kugelgraphit aus einem geschmolzenen Gusseisen mit eutektischer oder naheutektischer Zusammensetzung, umfassend die Schritte: a) Bereitstellen eines geschmolzenen Gusseisens mit eutektischer oder naheutektischer Zusammensetzung; b) Bestimmen der Menge strukturmodifizierenden Agens, welche einer bestimmten Gusseisenschmelze zuzugeben ist, um Gusseisen mit Kompaktgraphit oder Gusseisen mit Kugelgraphit zu erhalten, gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 3; c) Zugeben der in Schritt b) bestimmten Menge strukturmodifizierenden Agens zu dem geschmolzenen Gusseisen; und d) Durchführen der Gießoperation in einer an sich bekannten Weise.
5. Vorrichtung zum Etablieren in Echtzeit einer Menge strukturmodifizierenden Agens, welche einer untereutektischen oder naheutektischen Gusseisenschmelze während des Verfahrens zum Herstellen eines Gussstücks aus Gusseisen mit Kompaktgraphit zuzugeben ist; wobei die Vorrichtung umfasst: einen ersten Temperatursensor (10) zum Aufzeichnen einer Abkühlkurve im Zentrum eines Probengefäßes; einen zweiten Temperatursensor (12) zum Aufzeichnen einer Abkühlkurve in der Nachbarschaft der Probengefäßwand; eine Computereinrichtung (14) zum Bestimmen eines Mengenwertes (Va) eines der Schmelze zuzugebenden strukturmodifizierenden Agens; Speichermittel (16), welche mit vorab aufgezeichneten Kalibrationsdaten ausgestattet sind; wobei der Computer eingestellt ist zum Bestimmen der im Zentrum der Probe erzeugten Wärme als Funktion der Zeit (einer Wärmeerzeugungskurve) durch Anwenden i) der Wärmebilanz-Formel: Qgespeichert = Qerzeugt + Qein – Qaus wobei Q_gespeichert die durch die Wärmekapazität des Materials gespeicherte Wärmemenge ist, wobei Q_erzeugt die durch das Materialvolumen erzeugte Wärmemenge ist, wobei Q_ein die in das Material aus seiner Umgebung übertragene Wärme ist und wobei Q_aus die an die Umgebung übertragene Wärme ist; und ii) der von dem ersten und dem zweiten Temperatursensor (10, 12) aufgezeichneten Abkühlkurven; wobei der Computer eingestellt ist zum Identifizieren eines Zeitwertes t_p, korrespondierend zu einem lokalen Maximum der im Zentrum der Probe erzeugten Wärme als Funktion der Zeit; wobei der Computer eingestellt ist zum Berechnen des Maximalwertes der ersten Zeitableitung der von dem ersten Temperatursensor (10) aufgezeichneten Abkühlkurve und zum Verknüpfen dieses Wertes mit der Variablen α und zum Verknüpfen der korrespondierenden Zeit mit der Variablen t_α; wobei der Computer eingestellt ist zum Vergleichen der Zeitwerte t_p und t_α und wobei, falls t_α–t_p kleiner ist als der Schwellwert tv, der Computer eingestellt ist zum Identifizieren eines neuen Wertes α der ersten Ableitung, lokalisiert bei dem Zeitwert t_α1, welcher größer ist als t_α und welcher zu einem Teil der von dem ersten Temperatursensor (10) aufgezeichneten Abkühlkurve korrespondiert, wo die zweite Zeitableitung annähernd 0 ist, und zum Verknüpfen dieses neuen Wertes der ersten Ableitung mit der Variablen α; wobei der Computer eingestellt ist zum Bestimmen eines Mengenwertes (Va) eines der Schmelze zuzugebenden strukturmodifizierenden Agens durch Verwendung des Wertes α der ersten Ableitung und vorab aufgezeichneter Kalibrationsdaten.
6. Computerprogramm-Erzeugnis zur Verwendung in einer Vorrichtung zum Etablieren in Echtzeit einer Menge eines strukturmodifizierenden Agens, welche einer Gusseisenschmelze (20) während des Verfahrens zum Herstellen eines Gussstücks aus Gusseisen mit Kompaktgraphit gemäß den Ansprüchen 1 bis 4 zuzugeben ist; wobei die Vorrichtung aufweist: einen ersten Temperatursensor (10) zum Aufzeichnen einer Abkühlkurve im Zentrum eines Probengefäßes; einen zweiten Temperatursensor (12) zum Aufzeichnen einer Abkühlkurve in der Nachbarschaft der Probengefäßwand; eine Computereinrichtung (14) zum Bestimmen eines Mengenwertes (Va) eines der Schmelze zuzugebenden strukturmodifizierenden Agens; Speichermittel (16), welche mit vorab aufgezeichneten Kalibrationsdaten ausgestattet sind; wobei das Computerprogramm-Erzeugnis umfasst: ein Aufzeichnungsmedium und computerlesbare Code-Mittel zum Steuern der Computereinrichtung zum Bestimmen der im Zentrum der Probe erzeugten Wärme als Funktion der Zeit (einer Wärmeerzeugungskurve) durch Anwenden i) der Wärmebilanz-Formel: Qgespeichert = Qerzeugt + Qein – Qaus wobei Q_gespeichert die durch die Wärmekapazität des Materials gespeicherte Wärmemenge ist, wobei Q_erzeugt die durch das Materialvolumen erzeugte Wärmemenge ist, wobei Q_ein die in das Material aus seiner Umgebung übertragene Wärme ist und wobei Q_aus die an die Umgebung übertragene Wärme ist; und der von dem ersten und dem zweiten Temperatursensor (10, 12) aufgezeichneten Abkühlkurven; ein Aufzeichnungsmedium und computerlesbare Code-Mittel zum Steuern der Computereinrichtung zum Identifizieren eines Zeitwertes t_p, korrespondierend zu einem lokalen Maximum der im Zentrum der Probe erzeugten Wärme als Funktion der Zeit; ein Aufzeichnungsmedium und computerlesbare Code-Mittel zum Steuern der Computereinrichtung zum Berechnen des Maximalwertes der ersten Zeitableitung der von dem ersten Temperatursensor (10) aufgezeichneten Abkühlkurve und zum Verknüpfen dieses Wertes mit der Variablen α und zum Verknüpfen der korrespondierenden Zeit mit der Variablen t_α; ein Aufzeichnungsmedium und computerlesbare Code-Mittel zum Steuern der Computereinrichtung zum Vergleichen von Zeitwerten t_p und t_α und, falls t_α–t_p kleiner ist als ein Schwellwert tv, Identifizieren eines neuen Wertes α der ersten Ableitung, lokalisiert bei einem Zeitwert t_α1, welcher größer ist als t_α und welcher zu einem Teil der von dem ersten Temperatursensor (10) aufgezeichneten Abkühlkurve korrespondiert, wo die zweite Zeitableitung annähernd 0 ist, und zum Verknüpfen dieses neuen Wertes der ersten Ableitung mit der Variablen α; ein Aufzeichnungsmedium und computerlesbare Code-Mittel zum Steuern der Computereinrichtung zum Bestimmen eines Mengenwertes (Va) eines der Schmelze zuzugebenden strukturmodifizierenden Agens unter Verwendung des Wertes α der ersten Ableitung und vorab aufgezeichneter Kalibrationsdaten.