Hans-Joachim Hagebölling. Studienbuch Gusswerkstoffe

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1 Hans-Joachim Hagebölling Studienbuch Gusswerkstoffe 1. Auflage 2012

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3 Inhalt 3 Inhaltsverzeichnis 1 Einführung/Grundlagen 1.1 Grundlagen Werkstoffkunde Aggregatzustandsänderung fest flüssig/flüssig fest Innere Energie/Erstarrungswärme Thermische Analyse Zustandsdiagramme Binäre Systeme Binäre Systeme mit vollständiger Löslichkeit im festen Zustand Binäre Systeme mit vollständiger Unlöslichkeit im festen Zustand eutektische Systeme Binäre Systeme mit begrenzter Löslichkeit im festen Zustand Methoden zur Festigkeitssteigerung bei Gusswerkstoffen Erstarrung unter Ungleichgewichtsbedingungen Grundbegriffe Kristallisation Keimbildung Entstehung wachstumsfähiger Keime Kristallwachstum Konstitutionelle Unterkühlung Erstarrungsmorphologie Dendritische Gefügeausbildung Gussgefüge Gerichtete Erstarrung/Erstarrungslenkung Erstarrungsbedingte Ursachen für typische Gussfehler Fließvermögen und Formfüllungsvermögen Schrumpfung und Schwindung Lunker Risse Übungsfragen zu Kapitel

4 4 Gusswerkstoffe 2 Aluminium-Gusswerkstoffe 2.1 Vorkommen und primäre Gewinnung von Aluminium Geschichtliche Entwicklung Eigenschaften Oxidation und Wasserstoffaufnahme Erstarrungsablauf und Lunkerverhalten Beeinflussung/Veränderung der Eigenschaften Schmelzebehandlung Entgasung Schmelzereinigung Modifikation Wärmebehandlung Aluminiumlegierungen Aluminium-Gusslegierungen Bezeichnung von Aluminium-Gusslegierungen AlSi-Gusslegierungen (Gruppe 44XXX) AlSiMg-Gusslegierungen (Gruppe 42XXX, 43XXX) AlSiCu-Gusslegierungen (Gruppe 45XXX, 46XXX, 48XXX) AlMg-Gusslegierungen (Gruppe 51XXX) AlCu-Gusslegierungen (nicht genormt nach DIN EN 1706) AlZn-Gusslegierungen (Gruppe 71XXX) Weitere Aluminium-Gusslegierungen und Zusammenfassung Werkstoffauswahl Übungsfragen zu Aluminium-Gusslegierungen Magnesium-Gusslegierungen 3.1 Vorkommen und primäre Gewinnung von Magnesium Geschichtliche Entwicklung Eigenschaften Magnesiumlegierungen Bezeichnung von Magnesiumlegierungen

5 Inhalt Einfluss von Legierungszusätzen Korrosionsverhalten von Magnesiumlegierungen Korrosionsschutz HP-Legierungen Kornfeinung Magnesium-Gusslegierungen Handhabung von Magnesiumschmelzen Gusslegierungen und Anwendung AZ-Legierungen AM-Legierungen AS-Legierungen Weitere Magnesium-Gusslegierungen und Legierungsentwicklungen Werkstoffauswahl Temperaturbeständigkeit Übungsfragen zu Kapitel Kupfer-Gusswerkstoffe 4.1 Geschichtliche Entwicklung Vorkommen und primäre Gewinnung von Kupfer Eigenschaften von reinem Kupfer Kupfer-Gusslegierungen Bezeichnung von Kupfer-Gusslegierungen Kupfer-Zink-Gusslegierungen ( Messing ) Einfluss verschiedener Legierungs- und Begleitelemente Eigenschaften von Kupfer-Zink-Gusslegierungen Behandlung von Kupfer-Zink-Gusslegierungen Anwendung von Kupfer-Zink-Gusslegierungen Kupfer-Zinn-Gusslegierungen (Gussbronze) Einfluss verschiedener Legierungs- und Begleitelemente Eigenschaften und Anwendung von Kupfer-Zinn- Gusslegierungen Kupfer-Aluminium-Gusslegierungen Übungsfragen zu Kapitel

6 6 Gusswerkstoffe 5 Eisen-Gusswerkstoffe 5.1 Einführung Normen, Werkstoffbezeichnungen Zustandsdiagramm Eisen-Kohlenstoff Metastabiles System Eisen-Eisenkarbid Erstarrungsverlauf Fe-C-Legierungen (C-Gehalt < 0,02 % bis 2,06 %) Erstarrungsverlauf untereutektischer Fe-C-Legierungen (C-Gehalt > 2,06 % bis 4,3 %) Erstarrungsverlauf übereutektischer Fe-C-Legierungen (C-Gehalt > 4,3 % bis 6,67 %) Stabiles System Eisen-Grafit Gusseisen Einfluss von Legierungs- und Begleitelementen auf die Erstarrung Qualitätssicherungsmaßnahmen zur Gefügeausbildung Gusseisendiagramm Sättigungsgrad S C und Kohlenstoffäquivalent CE Thermische Analyse Impfen Formen des Grafits in Gusseisen Graues Gusseisen Gusseisen mit Lamellengrafit (GJL) Bildungsmechanismus und Formen des Lamellengrafits Eigenschaften von Gusseisen mit Lamellengrafit (GJL) Abhängigkeiten der Eigenschaften von GJL von der Wandstärke Anwendungsbeispiele Gusseisen mit Kugelgrafit GJS Schmelzebehandlung zur Herstellung von GJS Beurteilung der Grafitausbildung Eigenschaften von Gusseisen mit Kugelgrafit (GJS) Anwendungsbeispiele

7 Inhalt Gusseisen mit Vermiculargrafit GJV Weißes Gusseisen (Temperguss) GJM Weißer Temperguss GJMW Schwarzer Temperguss GJMB Stahlguss Übungsfragen zu Kapitel Ergänzende und weiterführende Literatur

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