11/12 - Verein österreichischer GieÃereifachleute
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HEFT <strong>11</strong>/<strong>12</strong> GIESSEREI-RUNDSCHAU 58 (20<strong>11</strong>)<br />
Bild 9: NMT-Form – Mikrostruktur bei TC3 vor der Wärmebehandlung<br />
Bild 10: NMT-Form - Mikrostruktur bei TC3 nach der Wärmebehandlung<br />
Francis Schaufel: CMT-Formverfahren NMT-Formverfahren<br />
PW= 24 t<br />
CW=13 t<br />
TC1 TC2 TC3 TC1 TC2 TC3<br />
Gusszustand 20-23 6-15 2-10 40-65 30-45 25-35<br />
nach Wärmebehandlung 88-99 63-85 55-62 <strong>12</strong>2-132 98-<strong>11</strong>8 95-<strong>11</strong>1<br />
Kaplan Schaufel: CMT NMT<br />
PW= 22 t<br />
CW=13 t<br />
TC1 TC2 TC3 TC1 TC2 TC3<br />
Gusszustand 25-32 10-19 4-<strong>11</strong> 80-90 50-67 40-60<br />
nach Wärmebehandlung 88-100 63-87 55-62 141-173 <strong>12</strong>2-142 <strong>11</strong>0-130<br />
PW: Pouring Weight (Gießgewicht)<br />
CW: Casting Weight (Gussteilgewicht)<br />
Tabelle 1. Charrpy ISO-V Kerbschlag-Ergebnisse (J/0oC)<br />
Auch nach der Wärmebehandlung sind keine Karbidausscheidungen<br />
zu sehen, die martensitische Matrix hat eine feine Gitterstruktur<br />
(Bild 10).<br />
3.3 Ergebnisse der mechanischen Prüfungen<br />
Auch das Probenmaterial zur Ermittlung der Kerbschlagzähigkeit<br />
und Duktilität wurde nahe den Temperaturmessstellen entnommen,<br />
sowohl im Gusszustand als auch nach der Wärmebehandlung.<br />
Die Prüfergebnisse sind in Tabelle 1 wiedergegeben.<br />
Die Zähigkeitsergebnisse weisen auf hervorragende mechanische<br />
Eigenschaften des CS13/4-Stahles aus dem NMT-Formverfahren<br />
imVergleich zum CMT-Formverfahren hin. Es ist wichtig,<br />
dass gute mechanische Eigenschaften auch in den dickwandigen<br />
Bereichen erzielt werden. Denn gleichmäßig hohe mechanische<br />
Eigenschaften im ganzen Gussteil stellen einen technologischen<br />
Vorteil sowohl für die Konstrukteure von Wasserturbinen als<br />
auch für die Endverbraucher dieser Komponenten dar.<br />
Kaplan- und Francis-Schaufeln sind höchstbelastete Teile von<br />
Wasserturbinen und es ist deshalb von größter Bedeutung, dass<br />
diese Komponenten gleichmäßige und ausgezeichnete mechanische<br />
Eigenschaften besitzen.<br />
Hohe Duktilität verhindert die Rissinitiierung und hemmt<br />
später auch das Risswachstum. Das Risiko eines katastrophalen<br />
Schadens kann dadurch deutlich vermindert werden. 13/4<br />
Stahlguss für Wasserturbinen liefert unter Einbeziehung des bei<br />
Litostroj entwickelten NMT-Formverfahrens ausgezeichnete Eigenschaften<br />
für den Einsatz in der Praxis. Litostroj hat diesen<br />
Stahl SUPERCOOLED 13/4 (SC13/4) genannt.<br />
Zur Erzeugung von SC 13/4 Stahlguss wird eine einzigartige<br />
Kombination von MRP-AOD Schmelzen und einem speziellen<br />
Formverfahren, das eine schnelle und gleichmäßige Abkühlung<br />
ermöglicht, angewandt. Komplizierte Gussstücke, wie Kaplanoder<br />
Francis-Schaufeln, hergestellt aus SC 13/4, zeichnen sich<br />
durch hervorragende mechanische Eigenschaften aus, die eine<br />
Optimierung bei der Auslegung ermöglichen und versichern<br />
den Betreibern von Wasserkraftanlagen garantieren, dass die<br />
Gusskomponenten ähnliche Eigenschaften besitzen wie gewalzte<br />
oder geschmiedete Teile, aber mit weniger Energieverbrauch<br />
hergestellt und zu günstigen Preisen angeboten werden<br />
können.<br />
3.4 Daten aus der Praxis<br />
Das NMT-Formverfahren kommt seit nunmehr zwei Jahren in<br />
der regelmäßigen Produktion der Litostroj Steel Ltd. zum Einsatz.<br />
Seither wurden hunderte von Kaplan-, Francis- und Leitrad-Schaufeln<br />
verschiedener Größen hergestellt.<br />
Um die Versuchsergebnisse zu bestätigen, wurde eine statistische<br />
Auswertung der an Testkupons ermittelten mechanischen<br />
Eigenschaften und Fehlermeldungen durchgeführt. Die durchschnittlichen<br />
Ergebnisse für Kaplan-, Francis- und Leitrad-<br />
Schaufeln sind in Tabelle 2 zusammengestellt. Aufgrund dieser<br />
Ergebnisse kann man feststellen, dass die mechanischen Eigenschaften<br />
von SC 13/4 auch bei der kleinen und mittleren Serienproduktion<br />
außergewöhnlich hoch liegen. Der Produktionsprozess<br />
ist besser steuerbar und die Wiederholbarkeit präziser.<br />
Schließlich konnten auch Gussfehler minimiert werden.<br />
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