M E T A L L R U B R I K 241METALL 65 Jahrgang 6 2011 M E T A L L F O R S C H U N G 9 5 Messingphasen besteht Die Grenzfläche Primärkristall Restschmelze wurde bei der Ausscheidungsbildung als keimbil dende Zone identifiziert Untersuchungen zum erweiterten Legierungsbereich Das Modell auf Basis der Versuchskam pagne 1 wies ein Optimierungspotential im Bereich von 8 13 Zink auf weshalb eine weitere Untersuchungsserie 2 mit 10 ergänzenden Legierungen durchgeführt wurde um exakte Ergebnisse zu erhalten Die Kampagne 3 mit ebenfalls 10 Experi menten zielte darauf ab durch Erhöhung von Silizium bis auf 7 und Mangan bis auf 4 die Charakteristika dieser Mes singe zu ermitteln und deren technische Anwendbarkeit auszuloten Durch die Implementierung der Ergebnisse beider Versuchskampagnen in die bereits erstell ten Modelle konnten diese bezüglich ihrer Grenzen auf 3 21 Zink 2 5 7 Silizium und 0 5 4 Mangan erweitert werden sie he Bild 1 Herstellung der Legierungen im Labormaßstab und Abguss Die zusätzlich erforderlichen Versuche wurden wie schon zuvor in der ersten Kampagne siehe 1 aus handelsübli chen Reinmetallen gattiert im Indukti onstiegelofen erschmolzen und Vorlegie rungsblöcke produziert Nach erneutem Aufschmelzen der Legierungen erfolgte der Abguss mehrerer Proben einer Gieß spirale und eines Taturkegels Im Gegensatz zu den früheren Experi menten bestand jedoch die Möglichkeit die zu erwartenden Ergebnisse vorab zu berechnen und so die Modellqualität empirisch zu testen Hierbei zeigte sich dass innerhalb der gewählten Grenzen der Serie 1 die mathematischen Berechungen gute Annäherungen an die experimentell ermittelten Werte darstellen Die Extra polation der einzelnen Werkstoffcharak teristiken mit Hilfe der mathematischen Gleichungen stellte sich hingegen als wenig zuverlässig heraus Besonders die Werkstoffe der Versuchsserie 3 wiesen eine deutlich höhere Härte auf als die Berechnungen hätten erwarten lassen Die Fließfähigkeit wurde bei einigen Ver suchen soweit optimiert dass die Gießspi ralen völlig ausliefen siehe Bild 2 linkes Bild und so die Ergebnisse der Versuche nur bedingt Berücksichtigung fanden Weiterhin zeigte bei der Abkühlung das teilweise Zerbrechen der gegossenen Spi ralen die Grenze der technischen Einsetz barkeit siehe Bild 2 rechtes Bild Die Verbreiterung der Datensätze im Modell ging sowohl mit einer Verbesse rung der Qualität der einzelnen empi rischen Berechungen als auch mit einer Erweiterung des Legierungsbereiches einher Bild 2 Vollständig ausgelaufene links und beim Abkühlen gebrochene Gießspirale rechts Tabelle 1 Statistische Kennzahlen und Qualitätskennzahlen der erstellten empirischen Modde Modelle R Q Modell Validität Reprodu zierbarkeit Ausscheidungsverhalten der Mangansili zide schnell erstarrte Proben 0 853 0 868 0 788 0 820 0 958 0 659 0 737 0 918 Ausscheidungsverhalten der Mangansili zide langsam erstarrte Proben 0 880 0 857 0 832 0 710 0 958 0 704 0 789 0 886 Lauflänge in der Gießspirale Zn Si Mn 0 963 0 952 0 947 0 921 0 922 0 768 0 943 0 955 Lauflänge in der Gießspirale Zn Si 0 957 k A 0 940 k A 0 904 k A 0 941 k A Ausbildung des Lunkers Lunkertiefe 0 845 0 754 0 796 0 612 0 959 0 863 0 729 0 680 Härte der schnell erstarrten Proben Zn Si Mn 0 980 0 935 0 974 0 900 0 928 0 711 0 969 0 955 Härte der schnell erstarrten Proben Zn Si 0 958 k A 0 950 k A 0 727 k A 0969 k A Anzeige Fair con Tel 49 0 5374 924001 40 E Mail info fair con com www fair con com

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