{"id":53666,"date":"2022-06-08T07:02:28","date_gmt":"2022-06-08T05:02:28","guid":{"rendered":"https:\/\/www.fonderieariotti.com\/das-ist-kein-stahl-das-ist-gusseisen-die-zusammenarbeit-zwischen-der-fonderie-ariotti-und-der-universitaet-trient\/"},"modified":"2025-11-19T13:51:58","modified_gmt":"2025-11-19T12:51:58","slug":"das-ist-kein-stahl-das-ist-gusseisen-die-zusammenarbeit-zwischen-der-fonderie-ariotti-und-der-universitaet-trient","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.fonderieariotti.com\/de\/das-ist-kein-stahl-das-ist-gusseisen-die-zusammenarbeit-zwischen-der-fonderie-ariotti-und-der-universitaet-trient\/","title":{"rendered":"„Das ist kein Stahl, das ist Gusseisen!“: die Zusammenarbeit zwischen der Fonderie Ariotti und der Universit\u00e4t Trient."},"content":{"rendered":"\n

Die Auswirkungen der mikrostrukturellen Besonderheiten von Gusseisen mit Kugelgraphit auf die Auslegung von Bauteilen<\/h2>\n\n

Wegen seiner guten Gie\u00dfbarkeit, die auf den hohen Kohlenstoffgehalt zur\u00fcckzuf\u00fchren ist, wird Gusseisen h\u00e4ufig zur Herstellung gro\u00dfer Gussteile<\/strong><\/span> f\u00fcr die Energie-, Werkzeugmaschinen-, Pressen- und Infrastrukturindustrie verwendet<\/strong><\/span>. Um zu verhindern, dass der Kohlenstoff w\u00e4hrend der Erstarrung in Form von spr\u00f6den Carbiden ausf\u00e4llt, werden der Schmelze geringe Mengen an Silizium und Magnesium zugesetzt, um die Ausscheidung des Kohlenstoffs in Form von Graphitkugeln zu f\u00f6rdern.Das Mikrogef\u00fcge eines Sph\u00e4rogussteils besteht daher typischerweise aus einer Metallmatrix (ferritisch, perlitisch, austenitisch usw.), in die Graphitkugeln (m\u00f6glicherweise degeneriert von der idealen Kugelform) und Schrumpflunker eingebettet sind. Danilo Lusuardi, F&E-Direktor und technischer Leiter der Fonderie Ariotti<\/strong><\/span>, und Prof. Matteo Benedetti von der Universit\u00e4t Trient<\/strong><\/span> (UniTN, Fachbereich Wirtschaftsingenieurwesen) arbeiten gemeinsam an der Entwicklung von Kriterien f\u00fcr die statische Festigkeit und die Erm\u00fcdungsfestigkeit, die die mikrostrukturellen Besonderheiten erfassen k\u00f6nnen, die Sph\u00e4roguss eindeutig von einem klassischen Schmiedestahl unterscheiden<\/strong><\/span>.

\n
<\/div><\/div><\/p>\n\n
<\/div>\n\n

Die Vorhersagemethode ist Gegenstand einer vom CNR finanzierten und von UniTN verliehenen Doktorarbeit.<\/h2>\n\n

An der Universit\u00e4t Trient ist die Definition und Validierung von Vorhersagemethoden wie der unten beschriebenen, die auf verschiedene Gusseisenfamilien ausgedehnt werden, auch Gegenstand eines Doktoratsstudiums in industrieller Innovation<\/strong><\/span>, das Ende 2021 begann und dessen Ausschreibung von Matteo Pedranz<\/strong><\/span> gewonnen wurde.Der Wert der behandelten Themen und der Herangehensweise an das Thema wurde auch vom CNR anerkannt, der 50 % der Doktorarbeit selbst finanzierte<\/strong><\/span> und sie unter zahlreichen anderen in verschiedenen Disziplinen ausw\u00e4hlte. Dieselbe Doktorarbeit gewann auch einen Preis f\u00fcr das beste Poster, der von der Doktorandenschule f\u00fcr industrielle Innovation der Universit\u00e4t Trient vergeben wurde.<\/strong><\/span>

\n
<\/div><\/div><\/p>\n\n
<\/div>\n\n

Stahl und Gusseisen: Unterschiede zwischen zwei Klassen von Metallwerkstoffen<\/h2>\n\n

Tabelle 1 enth\u00e4lt einen kurzen Vergleich der Unterschiede zwischen diesen beiden Klassen von metallischen Werkstoffen.<\/p>\n\n

<\/div>\n\n
<\/th>Stahl (geschmieden)<\/strong><\/th>Gusseisen<\/strong><\/th><\/tr><\/thead>
Rissentstehungsort<\/td>Einschl\u00fcsse (klein, schmales Band)<\/td>Schrumpflunker (gro\u00df, breites Band)<\/td><\/tr>
Kritische Ebene<\/td>Maximale Schubpannung<\/td>Maximale Hauptspannung<\/td><\/tr>
Empfindlichkeit gegen\u00fcber mittlere Spannung<\/td>M\u00e4\u00dfig (Zugkraft)Niedrig (Torsion)<\/td>Hoch<\/td><\/tr>
Empfindlichkeit gegen\u00fcber hydrostatische Spannung<\/td>Niedrig (statisch)M\u00e4\u00dfig (Erm\u00fcdung)<\/td>Hoch<\/td><\/tr>
Kerbempfindlichkeit<\/td>M\u00e4\u00dfig-hoch<\/td>Niedrig<\/td><\/tr>
Kerbempfindlichkeit<\/td>M\u00e4\u00dfig-hoch<\/td>Niedrig<\/td><\/tr>
Schwelle f\u00fcr Erm\u00fcdungsrisswachstum<\/td>Niedrig<\/td>M\u00e4\u00dfig-hoch<\/td><\/tr>
Bruchz\u00e4higkeit<\/td>M\u00e4\u00dfig-hoch<\/td>M\u00e4\u00dfig-niedrig<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n
<\/div>\n\n

Aus der Tabelle geht hervor, dass die Festigkeitskriterien, die f\u00fcr homogene Werkstoffe wie Schmiedest\u00e4hle entwickelt wurden, nicht in der Lage sind, die mikrostrukturellen Merkmale von Gusseisen mit Kugelgraphit zu erfassen<\/strong><\/span>, dessen mechanisches Verhalten mit alternativen Ans\u00e4tzen analysiert werden muss.Abbildung 1 zeigt in diesem Zusammenhang die Ergebnisse einer umfangreichen Versuchskampagne auf der Grundlage biaxialer statischer Tests (Axialbelastung + Torsion), die an der Universit\u00e4t von Trient durchgef\u00fchrt wurden. Diese Versuche erm\u00f6glichten es, den Streckgrenze-Bereich des Materials zu definieren, d.h. die Menge der Punkte, die auf der Elastizit\u00e4tsgrenze liegen (jede weitere Erh\u00f6hung der Spannung w\u00fcrde zu plastischen Verformungen f\u00fchren). Es zeigt sich, dass sich diese Grenze deutlich von der elliptischen Grenze unterscheidet, die durch das von Mises-Kriterium vorhergesagt wird, das normalerweise bei der Auslegung von Schmiedest\u00e4hlen verwendet wird. Im Gegenteil, die experimentellen Daten stimmen besser mit dem urspr\u00fcnglich f\u00fcr Verbundwerkstoffe entwickelten Puck-Camanho-Kriterium \u00fcberein. Diese Tatsache ist angesichts der Verbundmikrostruktur von Gusseisen nicht \u00fcberraschend. Finite-Elemente-Simulationen mit Graphitkugeln in einer duktilen Metallmatrix ergaben Ergebnisse, die mit den experimentellen \u00fcbereinstimmen und eine Interpretation des experimentell beobachteten Verhaltens erm\u00f6glichen.Im Wesentlichen tragen die Graphitkugel, wenn sie Zugspannungen ausgesetzt sind, nicht zur Last\u00fcbertragung bei, was zu einer Lokalisierung der Spannungen an benachbarten Kugeln und zu einer „H\u00f6cker“-Tendenz der elastischen Grenze f\u00fchrt<\/strong><\/span>. Im Gegensatz dazu verhalten sich die Graphitkugel in Gegenwart von Druckspannungen wie eine Druckfl\u00fcssigkeit, die die Last \u00fcbertragen kann, was zu einer Asymmetrie der elastischen Zug- und Druckdom\u00e4ne f\u00fchrt.

\n
<\/div><\/div><\/p>\n\n
<\/div>\n\n
\"\"