Metallische Werkstoffe und Legierungen
Nach der Chvorinovschen Regel ist die Erstarrungszeit t eines Gussstücks über das Verhältnis von Volumen V zu Oberfläche A durch t = B(V/A)² gegeben (B ist eine durch Form und Metall bestimmte Konstante). Unter gleichen Formbedingungen erstarrte ein würfelförmiges Gussstück mit 50 mm Kantenlänge in 4,0 Minuten. Welcher Wert kommt der Erstarrungszeit eines würfelförmigen Gussstücks mit 100 mm Kantenlänge am nächsten?
- A8,0 Minuten
- B16 Minuten
- C32 Minuten
Lösung und Erläuterung anzeigen
Lösung: B. 16 Minuten
Für einen Würfel mit der Kantenlänge a gilt V/A = a³/(6a²) = a/6; bei 50 mm ist V/A ≈ 8,3 mm, bei 100 mm etwa 16,7 mm, also genau doppelt so groß. Die Erstarrungszeit ist proportional zum Quadrat von V/A, daher ist t = 4,0 × 2² = 16 Minuten. 8,0 Minuten beruht auf der falschen Annahme, die Erstarrungszeit sei proportional zur Abmessung, 32 Minuten auf der Annahme, sie sei proportional zum Volumen (Faktor 8). Größere Gussstücke brauchen länger zum Erstarren und erhalten ein gröberes Gefüge. Außerdem kann ein Speiser (der Teil, der Schmelze nachliefert) die Lunker nur ausgleichen, wenn er später erstarrt als das Gussstück; diese Regel ist daher auch die Grundlage dafür, den Speiser mit einem größeren V/A als das Gussstück auszulegen.
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