Gußeisenprüfung [2]

Gußeisenprüfung. Zur Bestimmung der Festigkeitseigenschaften von Gußeisen wird der Zugversuch immer weniger verwendet, weil seine Ergebnisse nicht nur durch etwaige geringe Biegungsspannungen infolge nicht völlig zentrischer Einspannung, sondern auch durch zufällige Fehlstellen innerhalb der Versuchslänge beeinflußt sind und die Stäbe sehr häufig am Kopf reißen.

Um den beiden letztgenannten Uebelständen zu begegnen, ist vorgeschlagen, zumal die Dehnung ohnehin nicht gemessen wird, kurze Stäbe zu verwenden und diese nicht zylindrisch zu gestalten, sondern ihnen in der Mitte den geringsten Durchmesser zu geben und letzteren nach beiden Köpfen hin allmählich anwachsen zu lassen [1]. Frémont [2] Stellte fest, daß das Verhältnis zwischen Zugfestigkeit und Biegefestigkeit zwischen 1 : 1 und 1 : 2 schwankt (ähnliche Werte fand bereits Bach [3]) und schreibt dies der Heterogenität und geringen Elastizität des Gußeisens zu. Zwischen den Ergebnissen der statischen und der Schlag-Biegeprobe fand er keine bestimmte Beziehung und hält die letztere daher zur Erprobung des Gußeisens für bedeutungslos. Dagegen fand er gut übereinstimmende Werte zwischen dem Biegeversuch und dem Scherversuch. Diese beiden Versuchsarten geben nach seiner Ansicht allein Aufschluß über die Festigkeitseigenschaften des Gußeisens, und zwar seien die Proben nicht besonders zu gießen, sondern dem zu benutzenden Gußstück zu entnehmen. Bei der Scherprobe könne dies geschehen, ohne das Gebrauchsstück wertlos zu machen. Hierzu soll mittels Kronenbohrers von 7,5 mm lichtem und 14 mm äußerem Durchmesser ein Zylinder herausgebohrt und dann zu einem Prisma von 5 × 5 mm Querschnitt bearbeitet werden. Seine wiederholte Prüfung bei 3 mm Abstand zwischen den einzelnen Schnitten gebe Aufschluß über die Fertigkeit in verschiedenen Abständen von der Oberfläche des Gußstückes.

Nach den vom Deutschen Verbände für die Materialprüfung der Technik aufgestellten »Vorschriften für die Lieferung von Gußeisen« [4] sind für die Beurteilung der Festigkeit maßgebend die Biegefestigkeit, die Durchbiegung sowie der Widerstand gegen inneren Druck. Die Biegeproben sind besonders zu gießen, und zwar in getrockneten, möglichst ungeteilten Formen stehend bei steigendem Guß. Bei 30 mm Durchmesser soll die Gesamtlänge 650 mm und die Stützweite 600 mm betragen. Gefordert werden:

Normalrohre sind auf 20 Atmosphären Wasserdruck zu prüfen und hierbei mit einem Hammer von 1 kg Gewicht abzuhämmern.

Eine Gegenüberstellung verschiedener Vorschriften gibt Rieppel [5].

Nach Versuchen von Gebr. Sulzer [6] und von Damour [7] lieferten zylindrische Stäbe, besonders gegossen, höhere Biege- und Zugfestigkeit und größere Durchbiegung als quadratische Stäbe. Bei den letzteren nahm die Fertigkeit mit wachsender Querschnittskante (bis zu 60 mm) üb, bei den Rundstäben nur bis zu 30 mm Durchmesser. Stäbe aus Platten entnommen ergaben[344] geringere Festigkeit, aber größere Durchbiegung und größeren Schlagwiderstand als besonders gegossene; bei Entnahme der Proben aus den Wandungen von Hohlkörpern war der Unterschied geringer. Versuche von Damour [7] ergaben um 5,7–6,2 kg/qmm höhere Festigkeit, wenn Stäbe von 25 mm Durchmesser auf 24, 20 und 15 mm Durchmesser abgedreht wurden, als wenn sie unbearbeitet geprüft wurden. Adamson [8] fand dagegen Abnahme der Biegefestigkeit durch Abarbeiten der Gußhaut. West [9] bevorzugt für Biegeversuche Rundstäbe, stehend gegossen, vor viereckigen, liegend gegossenen, weil die ersteren die größere Dichtigkeit in den Bruchflächen sicherten, durch Unterschiede in der Gießtemperatur sowie in der Feuchtigkeit und im Korn des Formsandes weniger beeinflußt würden und beim Biegeversuch unter Auflagerung auf Schneiden keine Torsionsspannungen erlitten.

Einfluß der Gußform. Geteilte Formen geben leicht Veranlassung zu Gußnähten, die besonders beim Kokillenguß (eiserne Formen) das Schwinden behindern und so Sprünge oder unsichtbare Anbrüche verursachen [9], die dann die Festigkeitsergebnisse beeinträchtigen. Stäbe mit Gußnaht sind beim Biegeversuch so zu prüfen, daß die Kraftrichtung senkrecht zur Ebene der Naht steht.

Zur leichten Entnahme der Stäbe aus ungeteilten Formen empfiehlt West [9], die Stäbe schwach, konisch zu machen (auf 457 mm Länge oben 57,1 mm und unten 55,5 mm Durchmesser). Formen aus fettem Sande sind für Eisen mit weniger als 0,7% Siliziumgehalt und wenn es sich um die Untersuchung der Abschreckfähigkeit handelt, Formen aus magerem Sande vorzuziehen.

Der Einfluß der Gießtemperatur bewirkt, daß die Zug- und Biegefestigkeit des bei 1100–1200° C. gegossenen Eisens größer sind als nach dem Gießen bei höheren oder geringeren Temperaturen [7], [10].

Zur Prüfung des Abschreckens (Härtbarkeit) empfiehlt West [9] vergleichende Versuche in Sand- und Eisenformen mit gemeinsamem Einguß. Die letzteren sollen ungeteilt sein und durch Ausbohren eines Rundeisens von 133 bis 150 mm Durchmesser auf 58,7 mm lichte Weite erhalten werden. Die Innenfläche muß rein und glatt sein.

Literatur: [1] Mitteil. des Intern. Verbandes s.d. Materialprüfung der Technik, 1913, Bd. 2, Nr. 15, S. 104. – [2] Frémont, Eine neue mechanische Untersuchungsmethode für Gußeisen. Ebenda, 1912, Bd. II, Nr. 9, VI, 3. – [3] Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. 1888, S. 193. – [4] Deutscher Verband für die Materialprüfung der Technik, Nr. 43, Anlage IV. – [5] Mitteil. des Intern. Verbandes s.d. Materialprüfung der Technik. Bd. 1, Nr. 13. – [6] Ebend., 1909, Nr. 6, V, 1. – [7] Ebend., 1912, Nr. 9, VI, 1. – [8] »Stahl und Eisen«, 1909, S. 1577. – [9] Mitteil. des Intern. Verbandes s.d. Materialprüfung der Technik, 1912, Bd. 2, Nr. 10; VI, 5. – [10] The Foundry, 1910, S. 118.

Rudeloff.