Stahlguss - Konstruieren und Gießen - Bundesverband der ...

- die DIN 1559-1 Anforderungen an
Werkstoff, Gussstück und Prüfverfahren,
- das Ermitteln von Prüfmerkmalen
einschließlich Wiederholungsprüfung.
Der informative Anhang der Norm enthält
eine Checkliste mit wahlfreien Informationen,
die vereinbart werden können.
Das Fertigungsschweißen ist im Herstellablauf
integriert und unterliegt strengen
Anforderungen bezüglich der Qualifikation
der Schweißer sowie des Schweißverfahrens.
Hierfür gelten DIN EN 287
und DIN EN 288.
Der Nachweis der Werkstoffeigenschaften
erfolgt in der Regel an angegossenen
oder getrennt gegossenen Proben, deren
Dicke in Beziehung zur maßgebenden
Wanddicke des Gussstückes steht. Alle
neueren Stahlguss-Werkstoffnormen lassen
– nach vorheriger Vereinbarung –
den Nachweis der für die Referenzprobe
spezifizierten Mindestwerte teilweise
auch im Gussstück zu.
Die Oberflächenbeschaffenheit ist in DIN
EN 1559 nicht quantitativ definiert. Als
Basis für verbindliche Festlegungen haben
sich im deutschsprachigen Raum die
Richtreihen nach der Empfehlung des
CTIF (No 359-01) oder SCRATA durchgesetzt
[13]. Hierauf wird inzwischen in
einigen Regelwerken in verbindlicher
Form Bezug genommen. Es wird empfohlen,
bei besonderen Anforderungen
an die Oberflächenbeschaffenheit (zum
Beispiel in Abhängigkeit vom Einsatzgebiet)
mit der Gießerei Rücksprache zu
nehmen, da dies einen erheblichen Einfluss
auf die Herstellkosten haben kann.
Die innere und äußere Beschaffenheit ist
ebenfalls in DIN EN 1559 nicht näher
definiert. Die Beurteilung der Beschaffenheit
erfolgt über verschiedene Prüfnormen,
deren Ergebnisse in Form von
Gütestufen klassifiziert werden. Die
Gütestufen sind bei der Anfrage und Bestellung
zu vereinbaren.
Bild 41: Rechnergestütztes Vermessen
eines Dampfturbinengehäuses aus warmfestem
Stahlguss
22
Bild 42: Spektralanalyseanlage mit Plasmaregelung zur Untersuchung der chemischen Zusammensetzung
7.2 Werkstoffprüfung
Die Werkstoffprüfung von Stahlguss unterscheidet
sich nicht von der entsprechenden
Prüfung von Schmiede- oder Walzstählen.
Stahlguss spezifisch ist die Probennahme mit
angegossenen oder getrennt gegossenen
Proben wie vorstehend beschrieben. Die Planung
aller Werkstoffprüfungen und die Überwachung
der Geräte ist Bestandteil der Qualitätssicherung,
die beispielsweise in einem
Qualitätsmanagementsystem nach DIN EN
ISO 9001 beschrieben ist.
7.2.1 Chemische Analyse
Die chemische Zusammensetzung von Stahlguss
wird mit physikalischen Mitteln bestimmt
wie zum Beispiel der Emissions-
Spektralanalyse (Bild 41) und der Röntgenfluoreszenz-Spektralanalyse.
Auch die Gasbestimmung
findet nach Extraktion auf physikalischem
Weg statt. Maßgebend ist die
Schmelzeanalyse. In Sonderfällen kann eine
Stückanalyse vereinbart werden.
7.2.2 Mechanische Eigenschaften
Die mechanischen Eigenschaften werden
nachgewiesen mit
- dem Zugversuch nach DIN EN 10002
Teil 1,
- dem Kerbschlag-Biegeversuch nach
DIN EN 10045, Teil 1 (im allgemeinen
mit der ISO-V-Probe),
- der Härteprüfung nach Brinell HBW
(DIN EN ISO 6506-1), Vickers HV
(DIN EN ISO 6507-1) oder Rockwell
HRC (DIN EN ISO 6508-1).
Bei verschleißbeständigem Stahlguss wird
in der Regel nur die Härte geprüft.
Bei besonderen Anforderungen an die verschiedenen
Stahlgussgruppen (zum Beispiel
warmfest, kaltzäh oder andere mechanisch-technologische
Eigenschaften)
werden die hierfür maßgebenden Kennwerte
zusätzlich bestimmt, wie beispielsweise
im Warmzug- und/oder Zeitstandversuch
nach DIN EN 10291 für warmfesten
Stahlguss. Für kaltzähen Stahlguss
oder Stahlguss mit besonderen Zähigkeitsanforderungen
wird der Kerbschlag-Biegeversuch
bei tiefen Temperaturen durchgeführt
und die Übergangstemperatur
zwischen zähem und sprödem Bruch bestimmt.
Hierfür wird üblicherweise entweder
die Übergangstemperatur für 50 %
kristallinen Bruchanteil (FATT50) oder die
Übergangstemperatur für eine Kerbschlagarbeit
von 27 J (LT 27 J ) benutzt. Eine weitere
Möglichkeit für ein Sprödbruchkriterium
besteht in der Auswertung des instrumentierten
Kerbschlag-Biegeversuches
nach SEP 1315 oder im Pellini-Test (NDT-
Temperatur) nach SEP 1325.
Hinweise auf das Sprödbruchverhalten
lassen sich auch aus bruchmechanischen
Untersuchungen gewinnen, zum Beispiel
mit Hilfe der linear-elastischen Bruchmechanik
nach ASTM-E 399.
konstruieren + giessen 29 (2004) Nr. 1