11/12 - Verein österreichischer Gießereifachleute

GIESSEREI-RUNDSCHAU 56(2009) HEFT 11/12Zerstörungsfreie Prüfung von schwerenStahlgussteilenNon-destructive Testing of heavy Cast Steel ComponentsDipl. Ing. Reinhold Hanus, Absolvent derMontanuniversität Leoben, Fachrichtung Montanmaschinenwesen,leitet das Qualitätswesenund die Forschung der voestalpine GiessereiLinz GmbHNach der Erstellung der Gusstechnik, dem Bau des Holzmodellsund dem Einformen beginnt die Existenz des Gussstückesmit dem Schmelz- und Gießprozess. Da Gussteile dieserGrößenordnung (bis 200 t) keine Fehler aufweisen dürfen, diezum Ausschuss des Teiles führen, werden Gieß- und Erstarrungsprozessbereits in der Designphase am Computer simuliert,um kritische Bereiche im Bezug auf große Gussfehler vonBeginn an festzustellen und Gegenmaßnahmen treffen zu können(siehe Bild 2).Nach der Erstarrungszeit (2 bis 6Wochen, je nach Wandstärke,Komplexität und Werkstoff) wird das Gussstück ausgeschlagen.Die Qualitätswärmebehandlung ist neben der chemischen Zusammensetzungder wichtigste Schritt zur Einstellung des erwünschtenMikrogefüges und der geforderten mechanischenEigenschaften.Nach dem Vorschruppen wird das Gussstück zerstörungsfrei geprüft(mit magnetischer Streuflussprüfung und Ultraschallprüfung).Alle Anzeigen, die nicht dem vorgeschriebenen Annahmestandardentsprechen, sind auszumulden. Nach einer erneutenmagnetischen Streuflussprüfung der Schleifmulden werdendiese verschweißt, gefolgt von einer Spannungsarmglühung.Zwischen den einzelnen Produktionszyklen werden immerwieder Maßkontroll-Schritte durchgeführt, um festzustellen,ob bestimmte geforderte Übermaße für die Fertigbearbeitungoder für den Einsatz kritisch werden könnten.Eine abschließende zerstörungsfreie Prüfung ist der letzte Fertigungsschrittin der Gießerei, bevor das Gussstück zur Fertigbearbeitunggesandt wird.Manfred Füreder, Prüfaufsicht (EN 473 Level3) der Zerstörungsfreien Prüfabteilung dervoestalpine Gießerei Linz GmbHFertigungsablauf von schweren StahlgussteilenBild 1 zeigt die wesentlichen Schritte im Fertigungsprozessvon schweren Stahlgussteilen.Bild 2: Erstarrungssimulation eines VentilgehäusesBild 1: Typischer Fertigungsablauf für schwere StahlgussteileTypische Fehlererscheinungen bei Stahlguss● Schrumpfungen entstehen durch das Volumendefizit währendder Erstarrung zwischen Liquidus- und Solidus-Temperatur.Sie können nur durch optimale Sättigung mit entsprechenderGießtechnik (Steiger, konische Querschnitte,…)vermieden werden.● Warmrisse entstehen, während das Gussteil im Temperaturbereichzwischen Liquidus- und Solidus-Temperatur abkühlt,also in einer Art teigigen Phase, knapp vor der vollständigenErstarrung eines Querschnitts. Die Risse treten meist an Stellenauf, wo die Schrumpfung z.B. durch Querschnitts-Übergängebehindert wird. Diese Risse sind besonders gefährlich,weil sie normal zur Oberfläche verlaufen und häufig knappunterhalb der Oberfläche starten, also nach außen nicht geöffnetsind und somit als innere Fehler gelten.● Oberflächenfehler, Fehler in Form von Ansammlungennichtmetallischer Einschlüsse. Diese treten vorwiegend dortauf, wo der aufsteigende Flüssigstahl mit Formsand in Berührungkommt, also die Form- oder Kernoberfläche nichtentsprechend (z.B. durch Schlichte) geschützt ist, oderwenn der Flüssigstahl schon Einschlüsse enthält, die nichtin den Steiger aufsteigen können.Technologie, Know-how und damit das Fehlervolumen habensich im Laufe der Jahre signifikant verbessert. Allerdingsgleicht kein schweres Stahlgussteil dem anderen, stabile Fertigungs-und Prüfprozesse sind Voraussetzung für die Herstellunghochqualitativer Stahlgussteile.Zerstörungsfreie PrüfungFolgende Prüfverfahren werden bei den unterschiedlichenPrüfschritten des Fertigungsablaufes angewandt:198