Franz Neumann

Versuchsprogramm und Versuchsdurchführung

Samtliche Versuche wurden an der Versuchskupolofenanlage des Gieserei-Instituts durchgefuhrt. Der Kupolofen hat eine lichte Weite von 500 mm im Ausgangszustand und eine Hohe von 3650 mm uber Dusenebene. Ein Freier-Grunder-Siphonsystem erlaubt einen kontinuierlichen Abflus des erschmolzenen Eisens. In den Ofenschacht ist im Bereich der Schmelzzone eine Kuhlschlange in das Futter eingelassen, die wahrend der Versuchszeit den lichten Ofendurchmesser nahezu konstant halt. Diese Bauweise ergibt zwar einen gewissen zusatzlichen Warmeverlust, verhindert aber unkontrollierbare Anderungen der Ofenquerschnittsverhaltnisse und damit der spezifischen Ofendaten, wie Schmelzleistung je Quadratmeter und Stunde und Windmenge je Quadratmeter und Minute.

Sättigungsgrad, Kohlenstoffäquivalent und Menge eutektischen Graphits

Wie schon erwahnt, ist das bei der Erstarrung entstehende Gefuge neben den Abkuhlungs- und Keimbildungsbedingungen von der chemischen Zusammensetzung abhangig. Bei der Bewertung des Guseisens werden die verschiedenen Eigenschaften, wie Festigkeit, Harte, Lunkerneigung oder die von W. Parrerson [12] eingefuhrten Begriffe »Reifegrad« und »Relative Harte«, zu der chemischen Zusammensetzung in Beziehung gebracht, wobei als Maszahl fur die chemische Zusammensetzung meist der Sattigungsgrad verwendet wird.

Berichtigter Sättigungsgrad S r

Man mus sich daruber im klaren sein, das der so definierte Sattigungsgrad ein Mas fur die chemische Zusammensetzung und in Verbindung hiermit ein Mas fur den Anteil des Eutektikums am Gefuge sein soll, was auch insofern zutrifft, als Schmelzen gleichen Sattigungsgrades gleich weit von der eutektischen Rinne entfernt liegen und somit bei der Erstarrung gleichen Gefugeanteil des Eutektikums zur Folge haben, vorausgesetzt, das der Punkt E´ keine Verschiebung erfahrt. Da aber auch die Kohlenstoffloslichkeit im r-Eisen durch die Begleitelemente beeinflust wird, mus man, strenggenommen, diese Anderung berucksichtigen, wenn sie im allgemeinen auch nur in geringem Mase schwankt.

Allgemeines über den Einfluß der Zusatzelemente auf das Verhalten des Kohlenstoffs in Eisenschmelzen

Die physikalischen, chemischen und mechanischen Eigenschaften eines Gusstucks werden durch sein Gefuge bestimmt. Der Giesereifachmann ist aus diesem Grunde bestrebt, sich genaue Kenntnisse uber die Grosen anzueignen, durch die es beeinflust wird. Das Gusgefuge ergibt sich aus dem Erstarrungsablauf, der wiederum eine Funktion der Abkuhlungs- und Keimbildungsbedingungen sowie der chemischen Zusammensetzung ist.

Wirkungsparameter und Wirkungskoeffizienten

Die Sattigungskonzentrationen des Kohlenstoffs entsprechen nach einer zweckmasigen und gebrauchlichen Vereinbarung dem Standardzustand, in dem die Kohlenstoffaktivitat den Wert a c = 1 hat.

Schrifttumsübersicht über die Systeme Eisen—Mangan—Kohlenstoff, Eisen—Schwefel—Kohlenstoff und Eisen—Mangan— Schwefel—Kohlenstoff

Das Aktivitatsverhalten der im flussigen Zustand gelosten Komponenten Mangan und Kohlenstoff ist mehrfach untersucht worden [7, 8, 11–13, 27, 28]. Demnach wird die Aktivitat des Mangans durch steigende Kohlenstoffgehalte und ebenfalls die Kohlenstoffaktivitat durch steigende Mangangehalte erniedrigt. Der von H. Schenck und F. Neumann [27] uber das Verteilungsgleichgewicht zwischen Eisen und Silber ermittelte Einflus des Kohlenstoffs auf Mangan geht aus Abb. 2a (auf Molenbruchkonzentrationen bezogen) und Abb. 2b (auf Gewichtsprozentkonzentrationen bezogen) hervor. Dabei ist der Bereich von 0% C bis zur Kohlenstoffsattigung erfast.