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Erstarrung und Gussgefüge

Die Dichte von reinem Aluminium am Schmelzpunkt (660 °C) betrage für die Schmelze 2,375 g/cm³ und für den Festkörper 2,55 g/cm³. Welcher Wert liegt der Volumenabnahme bezogen auf das Schmelzvolumen (Erstarrungsschwindung) am nächsten, wenn die Schmelze am Schmelzpunkt vollständig erstarrt?

  1. AEtwa 2,3 %
  2. BEtwa 7,4 %
  3. CEtwa 6,9 %
Lösung und Erläuterung anzeigen

Lösung: C. Etwa 6,9 %

Für eine Masse m beträgt das Volumen der Schmelze m/2,375 und das des Festkörpers m/2,55. Die Abnahme bezogen auf das Schmelzvolumen ist 1 − 2,375/2,55 ≈ 0,069, also etwa 6,9 %. Etwa 7,4 % ist die Dichtedifferenz geteilt durch die Dichte der Schmelze; das entspricht der Abnahme bezogen auf das Volumen des Festkörpers. Etwa 2,3 % rechnet die Volumenabnahme in eine lineare Schwindung um (1 − 0,931^(1/3)). Die Erstarrungsschwindung tritt während der Erstarrung auf, getrennt von der Flüssigschwindung beim Abkühlen der Schmelze und der Festschwindung nach der Erstarrung; wird nicht aus einem Speiser Schmelze nachgespeist, entsteht ein Lunker. In Grauguss scheidet sich dagegen während der Erstarrung Graphit geringer Dichte aus und bewirkt eine Ausdehnung, daher ist die Schwindung gering und man kommt mit kleineren Speisern aus. Manche Stoffe wie Si und Bi nehmen beim Erstarren sogar an Volumen zu.

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