Gussgefüge und Gussgradientencharakterisierung mittels 3MA

In dieser Arbeit wurden elektromagnetische (3MA) Untersuchungen an Zylinderkurbelgehäusen mit und ohne Gefügegradienten in radialer Richtung ihrer Zylinderbohrungen durchgeführt. Diese Gradienten bestehen im Innenbereich der Zylinderlaufflächen aus konventionellem Gusseisen mit Lamellengraphitausscheidungen (GJL), an die sich hochfestes Gusseisen mit Vermiku-largraphitausscheidungen (GJV) anschließt. Um eine deutliche Trennung zwischen Tiefenbereichen mit hohem und geringem Lamellengraphitanteil zu erhalten, wurde im ersten Schritt eine Optimierung der Messparameter des 3MA Prüfsystem durchgeführt. Hierzu wurden anhand von Linienscans an ZKGs mit und ohne Gradientengefüge Frequenz- und Feldstärke-sweeps aufge-nommen und die Prüfparameter festgelegt. Zur Charakterisierung des Gradientengefüges wurden sowohl Linienscans als auch Flächenscans im Zylinderinnenbereich durchgeführt. Die Flächenscans fanden in 10°-Schritten entlang der Umfangsrichtung des Zylinders und in axialer Tiefe in 5 mm-Schritten statt. Diese Flächenscans zeigten in mehreren Prüfgrößen Korrelationen zu den metallographisch ermittelten Gradientenverläufen. Da die inhomogenen Prüfgrößenverläufe der Linien- und Flächenscans auf einen zusätzlichen Einfluss von beispielsweise Eigenspannungen, die dem Gefügezustand überlagert sind, hindeuten, wurden die ZKGs spannungsarm geglüht. Die magnetischen Prüfgrößen haben nach dem Spannungsarmglühen verglichen mit dem spannungsbehafteten Zustand ortsabhängige Zu- bzw. Abnahmen gezeigt. Dies lässt sich durch Druck- bzw. Zug-Spannungsabbau erklären. Trotz des Abbauens von Eigenspannungen durch das Spannungsarmglühen bleibt der Gefügegradientenverlauf in den Prüfgrößen erhalten. Somit können die Gefügegradientenverläufe sowohl im spannungsfreien Zustand als auch im spannungsbehafteten Zustand elektromagnetisch erfasst werden. Im Anschluss an diese Arbeit werden die gescannten Gradienten- Zylinderkurbelgehäuse metallographische ausgewertet. Basierend auf der metallographische Auswertung erfolgt eine Kalibrierung der elektromagnetischen Prüfgrößen auf die GJL- Schichtdicke sowohl in axialer als auch radialer Richtung der Zylinderwand.