Bøger af Wilhelm Patterson

A. Einfluß verschiedener Roheisensorten, der Temperaturführung im Induktionsofen sowie einer Impfbehandlung.- B. Einfluß von Molybdän.- C. Zusammenfassung.- D. Literaturverzeichnis.

1. Einleitung und Aufgabenstellung.- 2. Beschreibung der untersuchten Kokssorten.- 3. Versuchsprogramm und Versuchsdurchführung.- 4. Versuchsauswertung und Diskussion der Versuchsergebnisse.- 5. Zusammenfassung.- 6. Literaturverzeichnis.

1. Das verbesserte Zustandsschaubild Eisen-Kohlenstoff und die Wirkung der Zusatzelemente auf die Löslichkeit des Kohlenstoffs im flüssigen Eisen und die damit verbundene Aktivitätsbeeinflussung.- 2. Zusammenhang zwischen dem Einfluß der Zusatzelemente auf die Kohlenstofflöslichkeit und der Ordnungszahl im periodischen System.- 3. Graphitisierende und karbidstabilisierende Wirkung der Zusatzelemente.- 4. Sättigungsgrad, Kohlenstoffäquivalent und Menge eutektischen Graphits.- 5. Berichtigter Sättigungsgrad Sr.- 6. Kohlenstoffäquivalent CE.- 7. Zusammenfassung.

Zerspanbarkeit eingestuft.

großtechnische Anwendung. I. Mechanismus der Spülgaswirkung Der Mechanismus der Spülgaswirkung ist komplexer Natur.

Durch inhomogene plastische Verformungen oder durch homogene Deformation inhomogener metallischer Werkstoffe entstehen Eigenspannungen. Eigenspan- nungen sind Spannungen, die in einem Korper vorhanden sind, ohne da auere Krafte auf diesen einwirken. Diese Spannungen stehen untereinander im Gleich- gewicht. Sind sie mindestens in zwei Richtungen uber makroskopische Bereiche homogen, so handelt es sich um Spannungen erster Art. Spannungen zweiter Art sind solche, die uber einzelne Korner und Spannungen dritter Art diejenigen, die uber wenige Atomabstande hinweg homogen sind. Eigenspannungen erster und zweiter Art bauen sich immer aus den Spannungs- feldern dritter Art, d. h. den Versetzungen auf. Die im Rahmen dieser Arbeit interessierenden Eigenspannungen sind die erster Art, die auch als Stuckspannun- gen bezeichnet werden, und z. B. als Warme-, Gu-, Abschreck- oder Bearbei- tungsspannungen bekannt sind. Fur inhomogene plastische Verformungen gibt es zahlreiche Ursachen, von denen hier nur die Warmespannungen sowie Umwandlungen und Ausscheidungen, die mit Volumenanderungen verbunden sind, genannt seien [1]. Beim Werkstoff Graugu hat man es in den meisten Fallen mit einer uberlagerung dieser beiden Erscheinungen zu tun. Wirkt eine bekannte auere Kraft auf einen Korper ein, so kann man die Groe und Verteilung der Spannungen berechnen und durch entsprechende Dimen- sionierung des Korpers die Bruchgefahr bzw. die plastische Verformung ver- meiden. Sind dagegen bei einem technischen Herstellungsproze ungewollt Eigenspannungen in einem Konstruktionselement entstanden, so kennt man ihre Groe und Verteilung im allgemeinen nicht. Die Messung dieser Spannungen ist in der Regel nur durch Zerstorung des in Frage kommenden Stuckes moglich.

An liegend gegossenen Platten, in denen die Erstarrung gerichtet verlief, wurde der Einfluß der Speiserform, der Legierung und einer wassergekühlten End­ kokille auf die Dichtspeisung verfolgt. Der zeitliche Verlauf der Erstarrung wurde durch in der Mittellinie der Platten angeordnete Thermoelemente aufge­ zeichnet. Als Maß für den Erfolg der Speisung wurde die leicht meßbare Schrump­ fungsporosität von aus den Platten herausgearbeiteten Rundstäben herangezogen. Ein Einfluß der Speiserform auf die Dichtspeisung konnte nicht festgestellt werden. Durch Endkokillen wurde die Schrumpfungsporosität über die ganze Plattenlänge in allen Fällen mehr oder weniger stark vermindert. Nach den Versuchsergebnissen ist die Erfüllung von zwei Bedingungen die Vor­ aussetzung zur Dichtspeisung von Gußstücken: 1. Die Erstarrung muß gerichtet sein. 2. Die Speisung muß möglich sein, das heißt a) der Speisungskanal muß möglichst günstig ausgebildet sein, b) die Erstarrung muß möglichst glattwandig verlaufen. Der Einfluß der Legierung und der Endkokille auf die Speisung wird an Hand dieser neuen Vorstellungen gedeutet. Frühere Arbeiten werden kritisch beleuchtet. 31 Literaturverzeichnis [1] BISHOP, H. F., und W. S. PELLINI, Trans. Amer. Foundrym. Soc. 58 (1950), S.185-196. [2] BISHOP, H. F., E. T. MYSKOWSKI und W. S. PELLINI, Trans. Amer. Foundrym. Soc. 59 (1951), S. 171-177. [3] BISHOP, H. F., F. A. BRANDT und W. S. PELLINI, Trans. Amer. Foundrym. Soc. 59 (1951), S.435-447. [4] MYSKOWSKI, E. T., H. F. BISHOP und W. S. PELLINI, Trans. Amer. Foundrym. Soc. 60 (1952), S.389-399. [5] PELLINI, W. S., Trans. Amer. Foundrym. Soc. 61 (1953), S. 61-80.

entstehen.

Grün-, Warm- und NaBfestigkeit von Formsanden sind für die Qualität von GuBstücken von entscheidender Bedeutung. Die Festigkeiten werden haupt­ sächlich durch Mineralbestand, Ionenbelegung und Menge des Bindetones sowie durch Feuchtigkeit und Temperatur des Formsandes bestimmt. Der für Form­ stofIe interessante Feuchtigkeitsbereich reicht bis zu einem Ton-Wasser-Verhält­ nis von etwa 10: 16. Der wichtigste Wassergehalt, die sogenannte formgerechte Feuchtigkeit, liegt nahe 10:4. Diese Arbeit ist ein Versuch, die GröBe der Festigkeiten mit einer unterschied­ lich star ken Wasserbindung an Tonteilchen und adsorbierten Kationen zu erklä­ ren. Teilchen sollen sich untereinander auf zwei Arten binden können: durch Oberflächenbindung über Schichtwasser auf Teilchenoberflächen und durch Brückenbindung über Hydratwasser adsorbierter Kationen. Jene wirkt bei form­ gerechtem Wassergehalt am stärksten und ist von den adsorbierten Kationen unabhängig; diese aber wirkt bei dreifach formgerechtem Wassergehalt am stärksten und wird durch Art und Menge der angelagerten Kationen bestimmt. Es wird angenommen, daB eine Brückenbindung nur an solchen Teilchen wirk­ sam werden kann, die durch eine ausreichend ho he Hydratationsenergie ihrer Kationen einen Quellensprung von etwa 20 A auf etwa 40 A Schichtpaket­ abstand ausführen können. Der Quellungssprung kann nur durch einwertige, aber nicht durch mehrwertige Kationen ausgelöst werden. Die Brückenbindung in einem Ton-Wasser-System ist urn so stärker, je gröBer die Teilchenzahl ist, die den Quellungssprung vollzogen hat, je mehr Wasserbrücken an den einzelnen Teilchen wirken und je stärker die Bindung der einzelnen Wasserbrücken ist.

1. Heutige Auffassung über die Gütemerkmale von Gießereikoks Über die Erzeugung und Verwendung von Gießereikoks sowie über die Eigen­ schaften und Anforderungen, die an einen solchen Koks gestellt werden, haben H. v.rÜBBENHORST [1], G. SPEER [2], O. SII>1VfERSBACH [3] und viele andere Verfasser berichtet. Als Anhaltspunkte für die Eignung und Güte der beim Kupolofenbetrieb als Brennstoff verwendeten Steinkohlenkokse gelten bisher die folgenden sogenannten "handelsüblichen Grenzwerte". Das sind für Gießereikoks Spezialgießereikoks Wassergehalt unter 4 % 4 % Aschegehalt unter 10 % 10 % Schwefelgehalt unter 1,1 % 1,0 % Stückgröße über 80 mrn 100 mm (handverlesen) TroIlw.e l fe s t - über 87 % 85 % n: keit . 40 *) Abrieb unter 8 % 8 % Es ist darüber hinaus auch versucht worden, weitere physikalisch-che­ li.ische Eigenschaften, \de zum Beispiel die Reaktivität als Kennzahl für die Güte von Gießereikoksen heranzuziehen, aber diese Bemühungen haben bisher zu keinem endgültigen Ergebnis geführt. Ganz allgemein werden also von den Gießereien für einen guten Gießerei­ koks Grobstückigkeit, hohe Festigkeit und dazu lange Garungszeiten bei der Verkokung gefordert. Mit der Grobstückigkeit des Kokses verbindet der Gießer immer noch die Vorstellung, daß ein solcher Koks auch rißarm sei und daß ferner die Grobstückigkeit ein Zeichen für einen lang gegarten Koks sei, während kleinstückiger Koks nicht genügend ausgegart wäre. Diese Ansichten sind vom verkokungs technischen Standpunkt aus falsch, da die Ausgarung in je­ dem Falle eine Funktion der Heizzugtemperaturen ist und die Garungszeit noch von der Kammerbreite beeinflußt wird.

Im ersten Teil (A) der vorliegenden Arbeit wird der zeitliche Ablauf der Wärme­ abgabe von Gußstücken an den Formstoff mathematisch und experimentell unter­ sucht. Bisher waren die Gesetzmäßigkeiten lediglich für die Erstarrung bei kon­ stanter Temperatur bekannt. Ausgehend von den mathematischen Ansätzen von G. HALBART wurde für Sandguß eine allgemeine, einfache Gleichung entwickelt, welche die Wärmeabgabe während der Erstarrung bei konstanter oder sinkender Temperatur, der Abkühlung und der Umwandlung beschreibt. Ihr kann ent­ nommen werden: 1. Bei festliegenden Bedingungen des Gießmetalls, des Formstoffs und der Ge­ stalt des Gußstücks hängt die Zeitdauer jeder einzelnen Phase und die Gesamt­ zeit vom Quadrat des V olumen-Oberflächen-Verhältnisses ab. Dieses Ver­ hältnis gilt also nicht nur für die Erstarrung bei konstanter Temperatur, für die es von H. CHVORINOV entwickelt wurde. 2. Die Gesamtzeit ergibt sich durch Summierung der einzelnen integriert::n Zeiten jeder Phase des Ablaufs. 3. Der gestaltabhängige Korrekturfaktor, der die Abweichung der Gußstückfor­ men von planparallelen Platten endlicher Dicke und unendlicher Ausdehnung berücksichtigt, muß ebenfalls für jede Phase einzeln bestimmt werden. Im experimentellen Teil wird die Gültigkeit des mathematischen Ansatzes bis zu niedrigen Temperaturen herunter bewiesen: bei quadratischen und runden Stan­ gen durch geradlinige Abhängigkeit der Zeiten vom Quadrat des Volumen­ Oberflächen-Verhältnisses, bei quadratischen Platten durch den geforderten Temperaturverlauf im Formstoff. Es wird ein Weg gezeigt, der zu den Abkühlungskurven unendlich ausgedehnte~ Platten und damit auch zu den Korrekturfaktoren einfacher Körper führt.