Verformbarkeit von GGG

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Einige GGG-Sorten zeigen unter der Wirkung thermischer Spannungen wä hrend der Vorperlitschwindung bestimmte Fliessbarkeitseigenschaften. In diesem Zusammenhang ist es notwendig, die Verformbarkeit zu erforschen, um Teile aus diesem Werkstoff zu erhalten, die durch Metallformungsmethoden produziert werden.

Um die Verformbarkeit zu erhö hen, verwendete man die Elektrokontakterwä rmung, wobei mit Stromstä rken von 1000 A und Spannungen von 20 V gearbeitet wurde. Die Verformbarkeit bei 1123 K von normalem und verformbarem GGG erforschte man durch das Aufzeichnen der Verformung in Abhä ngigkeit von der Presskraft bis zum Auftreten der ersten Risse im Probekö rper. Die Zusammensetzung der Gusseisensorten wurde variiert.

Die Auswertung der Messwerte ließ erkennen, dass die normalen GGG-Sorten eine geringe Verformbarkeit besitzen und bei relativ kleinen Verformungsgraden (15 bis 20%) bereits zerstö rt werden. Die Gusseisensorten, die ü ber ein bestimmtes Fließ vermö gen verfü gen, kö nnen bis zu 60% plastisch verformt werden. Damit ergibt sich die Mö glichkeit, einen technologischen Prozess zur Warmverformung des Gusseisens zu erarbeiten, um in den Gussteilen vorgegebene Eigenschaften zu erhalten.

Zu den ä ltesten Materialprü finstituten zä hlt das Franklin-Institute in Philadelphia, wo schon 1832 an einer Zugfestigkeits- Prü fmaschine erste Schadensfalluntersuchungen durchgefü hrt wurden. Auch 1836/37 verö ffentlichten Ergebnisse stellen die ersten Publikationen ü ber Schadensfä lle dar. In diesem Institut untersuchte man im Zeitraum von 1832 bis 1836 an verschiedenen Eisensorten auch schon den Temperatureinfluss auf die Festigkeitsä nderungen.

Angeregt durch den Schiffsbau errichtete der englische Ingenieur David Kirkaldy bereits 1858 in England eine Versuchsanstalt fü r Festigkeitsprü fungen auf kommerzieller Basis. Er war es auch, der zuerst fü r die Materialprü fung ein Prü fsiegel einfü hrte.

Die erste von einer Firma erö ffnete Materialprü fstelle, ist die 1863 von Alfred Krupp geschaffene „Probieranstalt“. Um diese Zeit bestand auch in Frankreich eine Versuchsanstalt. Prü flaboratorien entstanden, begrü ndet durch den Bau der Staatsbahnen, in Ö sterreich, Belgien, Frankreich, Preuß en, Italien sowie in der Schweiz.

Besondere Beiträ ge zur Verwissenschaftlichung der Materialprü fung gab der preuß ische Eisenbahningenieur August Wö hler. Er fü hrte um 1850 in Frankfurt (Oder) seine ersten Festigkeitsversuche durch und begann 1856 mit seinen berü hmten Dauerversuchen. In dieser Zeit fü hrte auch Ludwig Werder in einer Nü rnberger Maschinenfabrik Prü fungen an Brü ckenteilen durch. Er wurde besonders durch die Konstruktion und den Bau einer Universalprü fmaschine fü r Zug-, Druck- und Biegeversuche, die er ab1852 zum Einsatz brachte, bekannt. In den Jahren von 1866 bis 1906 wurden 20 solcher Werder- Maschinen gebaut und zum Einsatz gebracht.

Die zielgerichteten Entwicklungen zu Hä rtemessmethoden an Metallen haben Mitte des 19. Jahrhunderts ihren Anfang. Der Weg fü hrte ü ber die Bohrhä rte 1851, die Schleifhä rte 1884 und ein Ritzhä rteverfahren nach Adolf Martens 1889. Der Schwede Johann August Brinnel entwickelt 1900den heute noch gü ltigen Kugeldruckversuch. Kugeldruckversuche zur Hä rtemessung werden ab 1907in Anwendung gebracht.

Ab 1919 kommt auch das Vorlastverfahren bei der Kegelhä rtemessmethode nach dem Amerikaner Rockwell zur Anwendung. Die Englä nder Smith und Sandland von der englischen Firma Vickers entwickelten das Hä rtemessverfahren nach Vickers, wobei die Hä rteprü fung mit Hilfe einer regelmä ß igen vierseitigen Diamantenpyramide erfolgt. Die Mikrohä rtemessung durch eine Vickers-Pyramide hat ihren Beginn um 1937.

Ein wichtiges Teilgebiet der Werkstoffprü fung ist die Metallographie. Im Anfangsstadium erfolgte die Gefü geuntersuchung mit der Lupe nach dem Bruchaussehen. Die grö ß ten Fortschritte in der Erforschung der Struktur des Eisens und des Stahls lieferten mikroskopische Gefü geuntersuchungen.

Isaak Newton, Robert Hooker und andere Gelehrten untersuchten Metalloberflä chen mikroskopisch. In den Jahren 1819 bis 1822 beschä ftigten sich auch Michael Faraday und Pavel Anossow mit mikroskopischen Betrachtungen von Oberflä chen am Damaszenerstahl. Bis weit in die zweite Hä lfte des 19. Jahrhunderts stellte die Bruchprü fung eine wichtige Untersuchungsmethode fü r Eisen und andere metallische Werkstoffe dar. Davon zeugen auch die Verö ffentlichungen des russischen Metallurgen D.K.Tschernow.

Dass die Metallographie in den Dienst der praktischen Werkstoffprü fung und Werkstoffforschung gestellt wurde, dieses Verdienst kommt Adolf Martens zu.