Neuer Gusswerkstoff für den Tieftemperatureinsatz

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Gutekunst Federn

SPN Schwaben Präzision Fritz Hopf GmbH

Schmolz & Bickenbach Guss GmbH

Rissfreie Gussstücke trotz dünner konstruierter Wandstärken

Auf Grundlage der gewonnenen Erkenntnisse erfolgte im Anschluss eine Versuchsfertigung – von der Erschmelzung und dem Abguss über die Wärmebehandlung bis hin zur mechanischen Erprobung. Nach dem Abguss wurden die Gussteile dabei umfangreichen Kontrollen unterzogen. Das umfasste neben Sicht- und Farbeindringungsprüfungen auch Ultraschall- und Röntgenuntersuchungen. Hier konnte nachgewiesen werden, dass das Legierungskonzept zusammen mit den gewählten Abkühlbedingungen tatsächlich rissfreie Gussstücke generiert. Zusätzlich fand zur Optimierung der mechanischen Kennwerte eine Reihe von Wärmebehandlungsversuchen statt.

Ergebnis dieser Versuchsreihe ist der neue kaltzähe Werkstoff DUX CRYO. Dieser zeichnet sich durch eine erhöhte Streckgrenze und eine hervorragende Tieftemperaturzähigkeit aus. Damit kann das Gussteil deutlich dünnwandiger konstruiert und gebaut werden. Das ermöglicht eine höhere Gestaltungsfreiheit, spart Gewicht sowie Kosten und schont darüber hinaus Ressourcen. „Aufgrund der chemischen Zusammensetzung ist der neue Werkstoff günstiger als Austenite – er enthält bei ähnlichen Nickelgehalten kein Chrom“, präzisiert Becker. Zusätzlicher Vorteil: Er kann problemlos mechanisch bearbeitet werden.

Der neue Werkstoff DUX CRYO ist für alle Bereiche geeignet, in denen mit Temperaturen zwischen –100 °C und –196 °C gearbeitet wird, und damit z.B. überall dort, wo Kryogene wie Trockeneis oder flüssiger Sauer- und Stickstoff zum Einsatz kommen. Das gilt unter anderem für Luftverflüssigungs- und -zerlegungsanlagen, in denen Luftkomponenten durch thermische Trennverfahren getrennt werden, um Stickstoff, Sauerstoff, Argon und andere Edelgase in hochreiner Konzentration und in flüssiger Form sowie gasförmig zu gewinnen. Ein weiteres zukunftsträchtiges Einsatzfeld ist darüber hinaus die Erdgasverflüssigung: Hier wird das Erdgas in sogenannten LNG-Terminals auf bis zu –164 °C heruntergekühlt – entsprechend hoch sind auch die Anforderungen an die eingesetzten Komponenten. Ähnliches gilt für die Kaltvermahlung und das kryogene Recycling. Diese Verfahren werden z.B. in der Lebensmittelindustrie und im Bereich der Verbundstoffe genutzt. Ziel ist dabei die Zerkleinerung von Werkstoffen mit geringem Erweichungspunkt. „Auch in den Bereichen Bodengefrierung, industrielle Kältetechnik sowie Ölsandgewinnung könnten für diesen Werkstoff noch interessante Potenziale liegen“, erläutert Dr. Becker. Das Gleiche gilt für alle Bauteile, die bei tiefen Außentemperaturen eingesetzt werden: ob Pumpen in Alaska oder Offshore-Anwendungen in der Tiefsee. (qui)

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