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| Question | Answer |
| Erläutern sie in kurzen Schritten die grundlegende Erstarrung von Metallen | Keimbildung: Es bilden sich feste Phasenbereiche mit thermodynamisch günstiger Atomanordnung (Umwandlung in den festen Zustand) Keimwachstum:Bildung eines stabilen Keims und Vergrößerung zum Kristallit mit der Bildung von Oberflächen zwischen den unterschiedlichen Phasenbereichen Kristallwachstum/Erstarrung;Die Entstehung des Korns durch die Anlagerung von Atomen an den Kristallitoberflächen und deren Einbau in den Atomgitterverband durch den Abbau von Oberflächenenergie (Verringerung) |
| Wie entstehen Keime (energetisch) | bedingung: r k > r min Schmelze unterkühlt, freie Enthalpie wird in Oberflächenenergie umgewandelt |
| Was ist der kritische Keimradius? Was geschieht wenn er nicht erreicht wird? | kritischer Keimradius (auch mindest Keimradius) ist der Mindestradius, bei dem ein Keim thermodynamisch stabil ist und wachsen kann Wenn der Keimradius kleiner Mindest Keimradius ist, so werden sie unter Verminderung der Enthalpie aufgelöst |
| Wie wirkt sich eine Unterkühlung der Schmelze aus? | Verringerung des Mindest Keimradius’ Erhöhung der Anzahl der Keime |
| Was ist herogene Keimbildung | Keime bilden sich an festen Partikeln oder Oberflächen (Keimbildung, Kristallisatoren, Fremdkeime wie z. B. Kokillenwand). Umwandlungsarbeit Delta G wird hierbei deutlich reduziert → unterkühlung muss nicht so “groß” sein wie in homogener Keimbildung |
| Was ist homogene Keimbildung | Keime bilden sich aus der Schmelze heraus erfolgt durch geeignete Atomkonfiguration Umwandlungsarbeit Delta G wird durch Unterkühlung aufgebracht |
| Erläutern Sie eine stabile Kristallfront | → Wärmeableitung über die bereits erstarrten Anteile bzw. Gusswand, kolumnare/stengelförmige Kristallform |
| Erläutern Sie eine instabile Kristallfront | → Wärmeableitung über die “stark unterkühlte” Schmelze, dendritische/bäumchenförmige Kristallform |
| Skizzieren Sie die unterschiedlichen Gefügearten (Anisotropie & Isotropie) infolge der Erstarrung in einem Gussblock | *Bild einfügen* |
| Welche Auswirkung auf die Gefügeausbildung haben die Abkühlgeschwindigkeit, die Keimbildung und der Wärmefluss | *Bild einfügen* |
| Aus welchen Kontraktionsarten besteht die Volumenschwindung (Volumendefizit)? | Volumenschwindung durch Erstarrungsschrumpfung → Kopf-, Faden oder Innenlunker |
| Wie kann man die Schwindung während des Erstarrens kompensieren | → Kompensation durch Nachspeisen von Schmelze oder geeignete Kokillentemperierung |
| Welche Fehler können durch mangelnde Kompensation (Speisung) beim Erstarren entstehen | Volumenschwindung (Lunker), Poren |
| Gegenmaßnahmen | angepasste Gussteilgeometrie (z.B. Einguss, der abgeschnitten werden kann), Druckguss, optimierte Speisersysteme, erstarrungsgerechtes Auslegen (Nachspeisen von Schmelze) |
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