Autor: Wilhelm Patterson

Beitrag zur Frage von Eigenspannungen im Grauguß

Beitrag zur Frage von Eigenspannungen im Grauguß von Patterson, Wilhelm
Durch inhomogene plastische Verformungen oder durch homogene Deformation inhomogener metallischer Werkstoffe entstehen Eigenspannungen. Eigenspan nungen sind Spannungen, die in einem Körper vorhanden sind, ohne daß äußere Kräfte auf diesen einwirken. Diese Spannungen stehen untereinander im Gleich gewicht. Sind sie mindestens in zwei Richtungen über makroskopische Bereiche homogen, so handelt es sich um Spannungen erster Art. Spannungen zweiter Art sind solche, die über einzelne Körner und Spannungen dritter Art diejenigen, die über wenige Atomabstände hinweg homogen sind. Eigenspannungen erster und zweiter Art bauen sich immer aus den Spannungs feldern dritter Art, d. h. den Versetzungen auf. Die im Rahmen dieser Arbeit interessierenden Eigenspannungen sind die erster Art, die auch als Stückspannun gen bezeichnet werden, und z. B. als Wärme-, Guß-, Abschreck- oder Bearbei tungsspannungen bekannt sind. Für inhomogene plastische Verformungen gibt es zahlreiche Ursachen, von denen hier nur die Wärmespannungen sowie Umwandlungen und Ausscheidungen, die mit Volumenänderungen verbunden sind, genannt seien [1]. Beim Werkstoff Grauguß hat man es in den meisten Fällen mit einer überlagerung dieser beiden Erscheinungen zu tun. Wirkt eine bekannte äußere Kraft auf einen Körper ein, so kann man die Größe und Verteilung der Spannungen berechnen und durch entsprechende Dimen sionierung des Körpers die Bruchgefahr bzw. die plastische Verformung ver meiden. Sind dagegen bei einem technischen Herstellungsprozeß ungewollt Eigenspannungen in einem Konstruktionselement entstanden, so kennt man ihre Größe und Verteilung im allgemeinen nicht. Die Messung dieser Spannungen ist in der Regel nur durch Zerstörung des in Frage kommenden Stückes möglich.
Aktualisiert: 2023-07-03
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Beitrag zur Frage von Eigenspannungen im Grauguß

Beitrag zur Frage von Eigenspannungen im Grauguß von Patterson, Wilhelm
Durch inhomogene plastische Verformungen oder durch homogene Deformation inhomogener metallischer Werkstoffe entstehen Eigenspannungen. Eigenspan nungen sind Spannungen, die in einem Körper vorhanden sind, ohne daß äußere Kräfte auf diesen einwirken. Diese Spannungen stehen untereinander im Gleich gewicht. Sind sie mindestens in zwei Richtungen über makroskopische Bereiche homogen, so handelt es sich um Spannungen erster Art. Spannungen zweiter Art sind solche, die über einzelne Körner und Spannungen dritter Art diejenigen, die über wenige Atomabstände hinweg homogen sind. Eigenspannungen erster und zweiter Art bauen sich immer aus den Spannungs feldern dritter Art, d. h. den Versetzungen auf. Die im Rahmen dieser Arbeit interessierenden Eigenspannungen sind die erster Art, die auch als Stückspannun gen bezeichnet werden, und z. B. als Wärme-, Guß-, Abschreck- oder Bearbei tungsspannungen bekannt sind. Für inhomogene plastische Verformungen gibt es zahlreiche Ursachen, von denen hier nur die Wärmespannungen sowie Umwandlungen und Ausscheidungen, die mit Volumenänderungen verbunden sind, genannt seien [1]. Beim Werkstoff Grauguß hat man es in den meisten Fällen mit einer überlagerung dieser beiden Erscheinungen zu tun. Wirkt eine bekannte äußere Kraft auf einen Körper ein, so kann man die Größe und Verteilung der Spannungen berechnen und durch entsprechende Dimen sionierung des Körpers die Bruchgefahr bzw. die plastische Verformung ver meiden. Sind dagegen bei einem technischen Herstellungsprozeß ungewollt Eigenspannungen in einem Konstruktionselement entstanden, so kennt man ihre Größe und Verteilung im allgemeinen nicht. Die Messung dieser Spannungen ist in der Regel nur durch Zerstörung des in Frage kommenden Stückes möglich.
Aktualisiert: 2023-07-03
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Die »gerichtete Erstarrung« als Voraussetzung zur Herstellung dichter Gußstücke

Die »gerichtete Erstarrung« als Voraussetzung zur Herstellung dichter Gußstücke von Engler, Siegfried, Patterson, Wilhelm
An liegend gegossenen Platten, in denen die Erstarrung gerichtet verlief, wurde der Einfluß der Speiserform, der Legierung und einer wassergekühlten End kokille auf die Dichtspeisung verfolgt. Der zeitliche Verlauf der Erstarrung wurde durch in der Mittellinie der Platten angeordnete Thermoelemente aufge zeichnet. Als Maß für den Erfolg der Speisung wurde die leicht meßbare Schrump fungsporosität von aus den Platten herausgearbeiteten Rundstäben herangezogen. Ein Einfluß der Speiserform auf die Dichtspeisung konnte nicht festgestellt werden. Durch Endkokillen wurde die Schrumpfungsporosität über die ganze Plattenlänge in allen Fällen mehr oder weniger stark vermindert. Nach den Versuchsergebnissen ist die Erfüllung von zwei Bedingungen die Vor aussetzung zur Dichtspeisung von Gußstücken: 1. Die Erstarrung muß gerichtet sein. 2. Die Speisung muß möglich sein, das heißt a) der Speisungskanal muß möglichst günstig ausgebildet sein, b) die Erstarrung muß möglichst glattwandig verlaufen. Der Einfluß der Legierung und der Endkokille auf die Speisung wird an Hand dieser neuen Vorstellungen gedeutet. Frühere Arbeiten werden kritisch beleuchtet. 31 Literaturverzeichnis [1] BISHOP, H. F., und W. S. PELLINI, Trans. Amer. Foundrym. Soc. 58 (1950), S.185-196. [2] BISHOP, H. F., E. T. MYSKOWSKI und W. S. PELLINI, Trans. Amer. Foundrym. Soc. 59 (1951), S. 171-177. [3] BISHOP, H. F., F. A. BRANDT und W. S. PELLINI, Trans. Amer. Foundrym. Soc. 59 (1951), S.435-447. [4] MYSKOWSKI, E. T., H. F. BISHOP und W. S. PELLINI, Trans. Amer. Foundrym. Soc. 60 (1952), S.389-399. [5] PELLINI, W. S., Trans. Amer. Foundrym. Soc. 61 (1953), S. 61-80.
Aktualisiert: 2023-05-26
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Beitrag zur Frage von Eigenspannungen im Grauguß

Beitrag zur Frage von Eigenspannungen im Grauguß von Patterson, Wilhelm
Durch inhomogene plastische Verformungen oder durch homogene Deformation inhomogener metallischer Werkstoffe entstehen Eigenspannungen. Eigenspan nungen sind Spannungen, die in einem Körper vorhanden sind, ohne daß äußere Kräfte auf diesen einwirken. Diese Spannungen stehen untereinander im Gleich gewicht. Sind sie mindestens in zwei Richtungen über makroskopische Bereiche homogen, so handelt es sich um Spannungen erster Art. Spannungen zweiter Art sind solche, die über einzelne Körner und Spannungen dritter Art diejenigen, die über wenige Atomabstände hinweg homogen sind. Eigenspannungen erster und zweiter Art bauen sich immer aus den Spannungs feldern dritter Art, d. h. den Versetzungen auf. Die im Rahmen dieser Arbeit interessierenden Eigenspannungen sind die erster Art, die auch als Stückspannun gen bezeichnet werden, und z. B. als Wärme-, Guß-, Abschreck- oder Bearbei tungsspannungen bekannt sind. Für inhomogene plastische Verformungen gibt es zahlreiche Ursachen, von denen hier nur die Wärmespannungen sowie Umwandlungen und Ausscheidungen, die mit Volumenänderungen verbunden sind, genannt seien [1]. Beim Werkstoff Grauguß hat man es in den meisten Fällen mit einer überlagerung dieser beiden Erscheinungen zu tun. Wirkt eine bekannte äußere Kraft auf einen Körper ein, so kann man die Größe und Verteilung der Spannungen berechnen und durch entsprechende Dimen sionierung des Körpers die Bruchgefahr bzw. die plastische Verformung ver meiden. Sind dagegen bei einem technischen Herstellungsprozeß ungewollt Eigenspannungen in einem Konstruktionselement entstanden, so kennt man ihre Größe und Verteilung im allgemeinen nicht. Die Messung dieser Spannungen ist in der Regel nur durch Zerstörung des in Frage kommenden Stückes möglich.
Aktualisiert: 2023-05-26
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