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ADI – Stahl der Zukunft

(NL/6433902045) ADI bedeutet „Austempered Ductile Iron“, also wärmebehandelter duktiler Sphäroguss mit bestimmten Eigenschaften, die ihn für moderne Anwendungen als sehr geeignet erscheinen lassen. ADI-Stahl weist bei gleicher Bruchdehnung die doppelte Festigkeit gegenüber konventionellem Gusseisen auf. Dabei ist ADI ein typischer Gusseisenwerkstoff mit hohem Graphitanteil, dessen Dichte gegenüber Stahl rund 10 Prozent geringer ausfällt, auch verfügt er über das gute Geräusch- und Schwingungsdämpfungsvermögen, für das Gusseisen bekannt ist. Dabei ist seine Zugfestigkeit mit der mehrerer Stahlsorten vergleichbar.

Wichtige Eigenschaften von ADI

Weitere wichtige Eigenschaften ergeben sich aus den Dauerfestigkeitswerten, die etwa doppelt so hoch liegen wie bei Sphäroguss. Wenn ADI durch Shot Peening oder Festwalzen oberflächenbehandelt wird, erhöht sich seine Dauerfestigkeit nochmals. Die Dauerfestigkeit von gekerbten und ungekerbten Proben bezeichnet das Kerbempfindlichkeitsverhältnis, es liegt bei ADI zwischen 1,2 bis 1,6, bei Schmiedestahl zwischen 1,2 bis 2,4, was dem ADI eine geringere Kerbempfindlichkeit bescheinigt. Die Dauerfestigkeit der ungekerbten ADI-Proben fällt maximal für diejenigen Werkstoffe aus, die durch die Temperaturführung während der Wärmebehandlung sehr viel stabilisiertes Austenit enthalten, während Zug- und Dauerfestigkeit nicht stringent proportional verlaufen. Dieser Aspekt ist für die technische Betriebsfestigkeit von Bauteilen interessant, besonders bezüglich ihres möglichen Versagens bei Schädigung. ADI weist eine hohe intrinsische Widerstandsfähigkeit gegen Risse auf.

Einsatz von ADI

ADI ermöglicht einen Leichtbau mit Gusseisen und damit lastfall- und kostenoptimierte Konstruktionen. Ein Dilemma von Konstrukteuren wird damit überwunden, die sich hinsichtlich der Werkstoffauswahl bislang zwischen hochfest, doch spröde (etwa Keramik) oder zäh bei geringerer Festigkeit entscheiden mussten. Konventionelle Konstruktionswerkstoffe waren bislang nicht hinsichtlich dieser gegenläufigen Eigenschaften zu optimieren. Die ADI-Gusseisenwerkstoffe eröffnen hier neue Horizonte, für sie gilt die Aussage: „Strength meets toughness“. Die mechanisch-physikalischen Werkstoffdaten für ADI sind in der DIN EN 1564 normiert (Gusseisen: DIN EN 1563). Bei einem Vergleich der Kerbschlagarbeit der ungekerbten und gekerbten Proben ergibt sich, dass ADI um den Faktor drei zäher ist als konventionelles Gusseisen. Die hohen Dehnungs- und Festigkeitswerte ermöglichen das Konstruieren gemäß vorgegebener Lasten von extrem leichten Bauteilen, die sogar leichter als Aluminiumlösungen sein können. Daher ist ADI nicht nur schon längst die Alternative zu St37 oder EN-GJS-600–3, es konkurriert bei niedrigeren Kosten mit vergüteten Schmiedestählen (hochfester 42CrMo4 oder 34CrNiMo6), Stahlguss und selbst mit typischen „Leichtbauwerkstoffen“. Experten machen für ADI ein großes Marktpotenzial bei Zahnrädern vor allem für den Fahrzeugbau aus, in den USA ist dieser Einsatz bereits erprobt. ADI-Zahnräder erfüllen die geforderten mechanischen Eigenschaften und mindern die Geräuschbelastung, zudem zeichnen sich ADI-Zylinder durch den hohen Kohlenstoffgehalt hinsichtlich ihrer Zuverlässigkeit auch in Notläufen aus. Gerade die Verschleißfestigkeit ist bei solchen Anwendungen ein maßgebendes Kriterium.

Weitere Informationen unter:
http://www.eins-zu-null.com


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