Erstarrungstyp

Metallurgie

Einteilung der Ausbildung des Fortschritts der Erstarrungsfront nach ihrer Morphologie während der Erstarrung.

Reinmetalle und zum Teil auch eutektische Legierungen erstarren glattwandig und exogen, das heißt die Erstarrungsfront ist wenig zerklüftet, und sie wächst senkrecht zur Formwand in die Schmelze vor (Bild 1). Bei vielen technischen Gusswerkstoffen mit relativ geringem Erstarrungsintervall tritt zwar auch eine exogene Erstarrung (von der Formwand aus fortschreitend) auf, jedoch ist die Erstarrungsfront stark zerklüftet. Diese rauhwandige exogene Erstarrung ist gekennzeichnet durch rasch wachsende Stengelkristalle (Bild  2). Bei endogener Erstarrung lösen sich dagegen einzelne Kristalle von der Erstarrungsfront ab und wachsen innerhalb der Schmelze weiter, oder es bilden sich neue Kristalle bereits vor der eigentlichen Erstarrungsfront, so dass eine brei- oder schwammartige Erstarrung auftritt (Bild  3). Diese Erstarrungsart liegt bei mischkristallbildenden Legierungen mit großem Erstarrungsintervall und bei relativ langsamer Abkühlung vor. Darüber hinaus gibt es noch Mischformen der exogenen und endogenen Erstarrung (Bild 4).

Der Erstarrungstyp hat einen maßgeblichen Einfluss auf die Dichtspeisung der Gussstücke. Als allgemeine Regel gilt, dass bei der Erstarrung ein Temperaturgefälle vom Speiser in Richtung auf das Gussstückende gegeben sein muss. Der Speiser hat die Aufgabe, flüssiges Metall zum Ausgleich der Erstarrungsschrumpfung an das Gussstück abzugeben. Hierzu muss ein Speisungskanal zwischen den Erstarrungsfronten im Gussstück möglichst lange aufrechterhalten werden. Am besten gelingt dies bei Reinmetallen, die glattwandig erstarren, doch setzt es einen hohen Reinheitsgrad der Schmelze voraus. Technische Gusswerkstoffe erstarren in der Regel rauhwandig oder schwammartig. Folglich muss damit gerechnet werden, dass die Wirksamkeit des Speisers nur begrenzt ist. Das bedeutet, dass der Speiser nur eine beschränkte Reichweite hat und daher erforderlichenfalls mehrere Speiser vorzusehen sind. Bei schwammartiger Erstarrung haben die Speiser die geringste Reichweite, (Speisung).
 

Bild 1: Schalenförmige, exogene Erstarrung und Bildung einer glattwandigen Erstarrungsfront© GIESSEREI LEXIKON
Bild 2: Rauhwandige, exogen Erstarrung© GIESSEREI LEXIKON
Bild 3: Schwammartige, endogene Erstarrung© GIESSEREI LEXIKON
Bild 4: Mischformen exogener und endogene Erstarrung© GIESSEREI LEXIKON

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