TY - THES

T1 - Hochsiliziumhaltiges Gusseisen mit Kugelgraphit für Großmotoren-Zylinderkopfanwendungen

AU - Neuhauser, Patrick

N1 - gesperrt bis 16-11-2021

PY - 2016

Y1 - 2016

N2 - Der Europäische Normenausschuss für Gießereiwesen hat eine neue Werkstoffgruppe, jene der hochfesten, mischkristallverfestigten Gusseisen mit Kugelgraphit in die Normung EN 1563:2011 aufgenommen. Diese Werkstoffe weisen ein überwiegend ferritisches Grundgefüge auf, welches durch Silizium mit Gehalten zwischen 3 und 4,3 % mischkristallverfestigt ist. Die Vorteile für den Anwender gegenüber den üblichen Sorten liegen in einer deutlich höheren Streckgrenze bei gleichzeitig ansteigender Bruchdehnung. Darüber hinaus resultieren eine gleichmäßigere Härteverteilung sowie eine bessere spanende Bearbeitbarkeit von Bauteilen. Die besseren Werkstoffeigenschaften der siliziumlegierten Sorten ermöglichen im Zuge der Gussteildimensionierung durch Wandstärkenreduktionen ein beachtliches Maß an Leichtbaupotential auszuschöpfen. Im Motorenbau ist seit einigen Jahrzehnten ein stetiger Anstieg von Zylinderspitzen- sowie Nutzmitteldrücken zu verzeichnen. Dieser Trend wirkt unter anderem beeinflussend auf den thermodynamischen Wirkungsgrad, Verbrauch und Emissionen. Gleichzeitig entstehen dadurch erhebliche Belastungen der Motorenkomponenten, denen es anhand werkstofftechnologischer Ansätze entgegenzuwirken gilt. Da es sich aktuell bei den mischkristallverfestigten Sorten um eher wenig verbreitete Werkstoffe handelt, ist es von großer Bedeutung Werkstoffkennwerte, insbesondere im Hochtemperaturbereich sowie unter zyklischer Belastung für betriebsfestigkeitsrelevante Dimensionierungen von Bauteilen bereitzustellen. So beschäftigt sich diese Arbeit im Wesentlichen mit der Werkstoffprüfung an im Schwerkraft-Sandgussverfahren hergestellten Proben. Die daraus gewonnenen Ergebnisse sollen Aussagen zur Anwendbarkeit der hochfesten, siliziumlegierten Sorten als Zylinderkopfwerkstoff für Großmotoren liefern.

AB - Der Europäische Normenausschuss für Gießereiwesen hat eine neue Werkstoffgruppe, jene der hochfesten, mischkristallverfestigten Gusseisen mit Kugelgraphit in die Normung EN 1563:2011 aufgenommen. Diese Werkstoffe weisen ein überwiegend ferritisches Grundgefüge auf, welches durch Silizium mit Gehalten zwischen 3 und 4,3 % mischkristallverfestigt ist. Die Vorteile für den Anwender gegenüber den üblichen Sorten liegen in einer deutlich höheren Streckgrenze bei gleichzeitig ansteigender Bruchdehnung. Darüber hinaus resultieren eine gleichmäßigere Härteverteilung sowie eine bessere spanende Bearbeitbarkeit von Bauteilen. Die besseren Werkstoffeigenschaften der siliziumlegierten Sorten ermöglichen im Zuge der Gussteildimensionierung durch Wandstärkenreduktionen ein beachtliches Maß an Leichtbaupotential auszuschöpfen. Im Motorenbau ist seit einigen Jahrzehnten ein stetiger Anstieg von Zylinderspitzen- sowie Nutzmitteldrücken zu verzeichnen. Dieser Trend wirkt unter anderem beeinflussend auf den thermodynamischen Wirkungsgrad, Verbrauch und Emissionen. Gleichzeitig entstehen dadurch erhebliche Belastungen der Motorenkomponenten, denen es anhand werkstofftechnologischer Ansätze entgegenzuwirken gilt. Da es sich aktuell bei den mischkristallverfestigten Sorten um eher wenig verbreitete Werkstoffe handelt, ist es von großer Bedeutung Werkstoffkennwerte, insbesondere im Hochtemperaturbereich sowie unter zyklischer Belastung für betriebsfestigkeitsrelevante Dimensionierungen von Bauteilen bereitzustellen. So beschäftigt sich diese Arbeit im Wesentlichen mit der Werkstoffprüfung an im Schwerkraft-Sandgussverfahren hergestellten Proben. Die daraus gewonnenen Ergebnisse sollen Aussagen zur Anwendbarkeit der hochfesten, siliziumlegierten Sorten als Zylinderkopfwerkstoff für Großmotoren liefern.

KW - Zylinderkopf

KW - Gusseisen mit Kugelgraphit

KW - Silizium

KW - Ferrit

KW - cylinder head

KW - ductile cast iron

KW - silicon

KW - ferritic

M3 - Masterarbeit

ER -