Ausbröckelung

Ausbröckelungen, oder auch Zerrüttungen genannt, treten überwiegend an der Formoberfläche von Druckgießformen nach einigen tausend Schuss auf, wenn als Folge der Rissfortschritts von Spannungsrissen und/oder Brandrissen kleine und kornähnliche Oberflächenbereiche ausbrechen.

Ausbröckelungen entstehen immer dann, wenn sich mehrere gegeneinander gerichtete Riss bzw. Brüche unter der Oberfläche treffen und dadurch eine vollständige Abtrennung kleiner kornähnlicher Bereiche bewirken. So können verzweigende oder ineinander verlaufende Spannungsrisse zu Ausbröckelungen führen, wie aus Bild 1 hervor geht.

Insbesondere bei einem fortgeschrittenen Brandrissnetzwerk entstehen im Maximum der Radialspannungen sekundäre Risse parallel zur Oberfläche, die häufig von den primären Brandrissen, die senkrecht zur Oberfläche verlaufen, ausgehen. Diese sekundären Risse bewirken, dass ganze Maschen aus dem primären Rissnetz herausfallen und sich dann als nicht tolerierbare Formabweichungen am Druckgussteil abzeichnen (Bild 2).

Ausbröckelungen werden auch in Formen aus gasnitrierten, martensitaushärtbaren Stählen beobachtet. Bei diesen Stählen entstehen in der Nitrierschicht Korngrenzenausscheidungen, die die Verformungsfähigkeit des Werkstoffs beeinträchtigen. Infolge dessen kommt es mit steigender Anzahl der Temperaturwechselbeanspruchungen ab etwa 50.000 Schuss zu interkristallinen Ausbrüchen (Bild 3).

Weiterführende Stichworte:
Formerosion

Literatur:
Berns H., Beispiele zur Schädigung von Warmarbeitswerkzeugen, Druckgusspraxis 2/2005, S. 66-72.

  • Bild 1: Ausbröckelung durch ineinander verlaufende bzw. sich kreuzende Spannungsrisse um eine Auswerferbohrung, Quelle: FT&E Foundry Technologies & Engineering GmbH
  • Bild 2: links: Maschenausbruch in einem Brandrissnetzwerk, rechts: Schliffbild eines Maschenausbruch,es deutlich sind die parallel verlaufenden Sekundärrisse unterhalb der Formoberfläche erkennbar, die zu Ausbröckelungen führen
  • Bild 3: Interkristalliner Formausbruch an einem gasnitriertem Warmarbeitsstahl nach ca. 50.000 Schuss, Quelle: FT&E Foundry Technologies & Engineering GmbH
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