11/12 - Verein österreichischer Gießereifachleute

HEFT 11/12 GIESSEREI-RUNDSCHAU 58 (2011)
Bild 9: NMT-Form – Mikrostruktur bei TC3 vor der Wärmebehandlung
Bild 10: NMT-Form - Mikrostruktur bei TC3 nach der Wärmebehandlung
Francis Schaufel: CMT-Formverfahren NMT-Formverfahren
PW= 24 t
CW=13 t
TC1 TC2 TC3 TC1 TC2 TC3
Gusszustand 20-23 6-15 2-10 40-65 30-45 25-35
nach Wärmebehandlung 88-99 63-85 55-62 122-132 98-118 95-111
Kaplan Schaufel: CMT NMT
PW= 22 t
CW=13 t
TC1 TC2 TC3 TC1 TC2 TC3
Gusszustand 25-32 10-19 4-11 80-90 50-67 40-60
nach Wärmebehandlung 88-100 63-87 55-62 141-173 122-142 110-130
PW: Pouring Weight (Gießgewicht)
CW: Casting Weight (Gussteilgewicht)
Tabelle 1. Charrpy ISO-V Kerbschlag-Ergebnisse (J/0oC)
Auch nach der Wärmebehandlung sind keine Karbidausscheidungen
zu sehen, die martensitische Matrix hat eine feine Gitterstruktur
(Bild 10).
3.3 Ergebnisse der mechanischen Prüfungen
Auch das Probenmaterial zur Ermittlung der Kerbschlagzähigkeit
und Duktilität wurde nahe den Temperaturmessstellen entnommen,
sowohl im Gusszustand als auch nach der Wärmebehandlung.
Die Prüfergebnisse sind in Tabelle 1 wiedergegeben.
Die Zähigkeitsergebnisse weisen auf hervorragende mechanische
Eigenschaften des CS13/4-Stahles aus dem NMT-Formverfahren
imVergleich zum CMT-Formverfahren hin. Es ist wichtig,
dass gute mechanische Eigenschaften auch in den dickwandigen
Bereichen erzielt werden. Denn gleichmäßig hohe mechanische
Eigenschaften im ganzen Gussteil stellen einen technologischen
Vorteil sowohl für die Konstrukteure von Wasserturbinen als
auch für die Endverbraucher dieser Komponenten dar.
Kaplan- und Francis-Schaufeln sind höchstbelastete Teile von
Wasserturbinen und es ist deshalb von größter Bedeutung, dass
diese Komponenten gleichmäßige und ausgezeichnete mechanische
Eigenschaften besitzen.
Hohe Duktilität verhindert die Rissinitiierung und hemmt
später auch das Risswachstum. Das Risiko eines katastrophalen
Schadens kann dadurch deutlich vermindert werden. 13/4
Stahlguss für Wasserturbinen liefert unter Einbeziehung des bei
Litostroj entwickelten NMT-Formverfahrens ausgezeichnete Eigenschaften
für den Einsatz in der Praxis. Litostroj hat diesen
Stahl SUPERCOOLED 13/4 (SC13/4) genannt.
Zur Erzeugung von SC 13/4 Stahlguss wird eine einzigartige
Kombination von MRP-AOD Schmelzen und einem speziellen
Formverfahren, das eine schnelle und gleichmäßige Abkühlung
ermöglicht, angewandt. Komplizierte Gussstücke, wie Kaplanoder
Francis-Schaufeln, hergestellt aus SC 13/4, zeichnen sich
durch hervorragende mechanische Eigenschaften aus, die eine
Optimierung bei der Auslegung ermöglichen und versichern
den Betreibern von Wasserkraftanlagen garantieren, dass die
Gusskomponenten ähnliche Eigenschaften besitzen wie gewalzte
oder geschmiedete Teile, aber mit weniger Energieverbrauch
hergestellt und zu günstigen Preisen angeboten werden
können.
3.4 Daten aus der Praxis
Das NMT-Formverfahren kommt seit nunmehr zwei Jahren in
der regelmäßigen Produktion der Litostroj Steel Ltd. zum Einsatz.
Seither wurden hunderte von Kaplan-, Francis- und Leitrad-Schaufeln
verschiedener Größen hergestellt.
Um die Versuchsergebnisse zu bestätigen, wurde eine statistische
Auswertung der an Testkupons ermittelten mechanischen
Eigenschaften und Fehlermeldungen durchgeführt. Die durchschnittlichen
Ergebnisse für Kaplan-, Francis- und Leitrad-
Schaufeln sind in Tabelle 2 zusammengestellt. Aufgrund dieser
Ergebnisse kann man feststellen, dass die mechanischen Eigenschaften
von SC 13/4 auch bei der kleinen und mittleren Serienproduktion
außergewöhnlich hoch liegen. Der Produktionsprozess
ist besser steuerbar und die Wiederholbarkeit präziser.
Schließlich konnten auch Gussfehler minimiert werden.
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