Werkstofftechnische Beurteilung ... von Original- und Nachfertigungskolben für MZ

      Werkstofftechnische Beurteilung ... von Original- und Nachfertigungskolben für MZ

      Hi Leute,

      hier folgt demnächst ein kleiner Auszug aus einem Abschlussbericht eines Komplexpraktikums zum Thema " Werkstofftechnische Beurteilung von Aluminium-Silicium-Kolbenlegierungen am Beispiel originaler und nachgefertigter MZ-Motorradkolben". Seit also gespannt :D.

      Gruß Helmchen
      TEAM SAUSTAHL

      "Bier trinken hilft der Landwirtschaft"

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      So, ich fang schon mal an die ersten Fakten nieder zu schreiben. Vorne weg sei gesagt, dass auch hier nur Auszugsweise Daten veröffentlicht werden (Arbeit stammt auch nicht von mir, leider).

      Es wurde ein Originalkolben und und fünf Nachbaukolben untersucht.

      MEGU (DE)
      ALMOT (Pl)
      ALMET (Cz)
      BERTA (H)
      Indien_250
      Indien_150
      VEB
      Metallguss
      Leipzig
      Mikolaj Sibora
      solka
      komoandytowa
      ALMET. a.s.
      Berta
      Dugattyu
      únbekannt
      unbekannt

      Alle Kolben sind mit Hilfe von Kokillen gegossen wurden.

      Untersucht wurden Kolben hinsichtlich Materialzusammensetzung, Härte (Brinellhärte), Phasenzusammenetzung und Dehnungsverhalten.
      TEAM SAUSTAHL

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      Als erstes kommen die lichtmikroskopischen Aufnahmen an die Reihe.


      Original MEGU
      Links sind deutlich die pirmär ausgeschiedenen Siliziumkörner zu erkennen, welches nicht homogen in der Grundmatrix verteilt sind. Weiterhin sind in der rechten Abbildung lamellar angeordnet Ausscheidungen zu erkennen. Zwischen den lamellaren Ausscheidungen sind weitere ungleichmäßig verteilte Ausscheidungen erkennbar (hellgraue Klekse)


      Almot
      Das Gefüge erscheint ähnlich dem Megukolben. Jedoch sind die Primärsilziumkristallite etwas homogener verteilt, jedoch von den Dimensionen etwas kleiner. Weiterhin sind lamellaren Ausscheidungen unregelmäßig geformt und erscheinen etwas dünner. Die hellgrauen Ausscheidung sind ebenfalls vorhanden.


      Almet
      Die ALMET-Probe weist im Vergleich zur Originallegierung sehr unregelmäßig, inhomogen verteilte Primärsiliciumkristallite auf. Diese sind zudem etwas kleiner und die Kantenausformung ist oftmals nicht sehr gleichmäßig. Es existieren größere Bereiche, in denen keine Primärsiliciumkristallite zu sehen sind. Die kleinen, länglichen lamellar angeordneten Ausscheidungen zeigen einen relativ unscharfen Übergang zur Aluminiummatrix.


      BERTA
      Das Gefüge der BERTA-Probe fällt sofort durch einige schwarz verfärbte Bereiche auf (Verschmutzungen durch Präparation). Die Primärsiliziumkristallite liegen auch hier sehr klein und inhomogen verteilt vor. Ein deutlicher Trend zur Anhäufung ist erkennbar. Weiterhin sind die Kanten dieser Kristallite oftmals weniger scharf, sondern eher rundlich ausgeprägt. Der weitere Gefügeaufbau ist dem der ALMOT-Probe sehr ähnlich. Jedoch scheinen sich die kleinen, länglichen Ausscheidungen oftmals mit den großen Primärsiliciumkristalliten zu vereinigen. Hierbei handelt es sich sehr wahrscheinlich um eutektisch ausgeschiedenes Silizium.


      Indien 250
      Die Gefügebilder der INDIEN_250-Probe ist dem der BERTA-Probe insgesamt ziemlich ähnlich. Größere Primärsiliziumkristallite sind bei der INDIEN_250-Probe mit einer sehr viel geringen Verteilungsdichte im Vergleich zur Originallegierung vorhanden. Zudem ist die Größe dieser Kristallite geringer.


      Indien_150
      Hier ist wieder ein deutlicher Trend zur Anhäufung der großen, primär ausgeschiedenen Siliziumkristallite in bestimmten Bereichen zu beobachten. Ihre Größe ähnelt denen der ALMET-Probe. Zudem liegen die kleinen, dünnen Ausscheidungsphasen (eutektisches Silizium) über Bereiche größerer Ausdehnung sehr feinlamellar bis faserig vor. Dies trifft insbesondere auf Bereiche des Gefüges zu, in denen die größeren Primärsiliziumkristallite in weniger dichter Verteilung vorzufinden sind.

      TEAM SAUSTAHL

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      Die Funkenspektro ergab folgende Ergebnisse

      Element
      MEGU
      ALMOT
      ALMET
      Berta
      Indien_250
      Indien_150
      Al
      73,850
      77,200
      74,250
      79,600
      82,750
      78,250
      Si
      22,300
      18,850
      21,650
      15,450
      13,650
      17,850
      Cu
      1,475
      1,690
      1,725
      1,590
      1,140
      1,555
      Ni
      1,010
      0,820
      0,730
      1,260
      0,965
      0,700
      Mg
      0,570
      0,430
      0,930
      1,220
      0,815
      0,605
      Fe
      0,325
      0,550
      0,340
      0,370
      0,470
      0,545

      Alle Angaben in Gewichtsprozent. Da ich nicht alle Elemente aufgeführt habe, kommen keine 100 % raus ;)
      TEAM SAUSTAHL

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      Sehr schön was du hier aufzeigst so sieht man mal was wirklich drin steckt.

      Was mir grade aufgefallen ist hast du dich beim ALMET Spalte Si verschrieben ? Würden bisschen mehr als 100% rauskommen.
      Die Leitfähigkeit wurde auch ermittelt. Jedoch ist hier die elektrishce Leitfähigkeit gemeint.

      Probe
      Leitfähigkeit [MS/m]
      MEGU
      11,60
      ALMOT
      12,00
      ALMET
      11,80
      BERTA
      15,00
      INDIEN_250
      15,10
      INDIEN_150
      12,80

      Da mit steigenden Si-Gehalt die Leitfähigkeit abnimmt, hat der Megu-Kolben die geringste und der Indien_250 die höchste Leitfähigkeit.
      TEAM SAUSTAHL

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      Die Ergebnisse aus der EDX lass ich jetzt mal raus. Dit wird ein wenig viel. Vielmehr interessiert wahrscheinlich, wie sich die Längenausdehnung bei steigenden Temperaturen verhält. Hierbei sind die linear verlaufenden Graphen zu betrachten



      Wenn etwas nicht zu entziffern ist, einfach nachfragen.
      TEAM SAUSTAHL

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      Ich kann die Farben von Amot und Megu nicht ganz ausrinander halten könnte aber auch an meinem Smartphonedisplay liegen.

      Wenn ich das jetzt richtig erkenne hat der originale Megukolben eine größere Längenausdehnung bei steigender Temp. als ein Almot oder liege ich falsch?

      Und kannst du nochmal erklären was die Kritzellinien zu bedeuten haben?

      Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von „DeadSky63ccm“ ()

      Neu

      DeadSky63ccm schrieb:

      Ich kann die Farben von Amot und Megu nicht ganz ausrinander halten könnte aber auch an meinem Smartphonedisplay liegen.

      Wenn ich das jetzt richtig erkenne hat der originale Megukolben eine größere Längenausdehnung bei steigender Temp. als ein Almot oder liege ich falsch?

      Und kannst du nochmal erklären was die Kritzellinien zu bedeuten haben?


      Jep, der Megukolben hat hier die größte Längenausdehnung.

      Hier nochmal ein paar Erklärungen zum Diagramm:

      - auf der Abszisse (X-Achse) ist der Temperaturbereich bis 400 °C aufgetragen (der Betriebsbereich sollte irgendwo in diesen Bereich liegen)
      - auf der linken Ordinate (Y-Achse) ist die Längenänderung bezogen auf die Temperatur aufgetragen
      - auf der rechten Ordinate ist der Längenausdehnungskoeffizient des jeweiligen Kolbenwerkstoff aufgetragen
      - die steigend linear verlaufenden Graphen entsprechen der Längenänderung bezogen auf die Temperatur
      - die unstetig verlaufen (Zick Zack) Graphen entsprechen den Ausdehnungskoeffizienten

      Wenn man jetzt den Mittelwert des Ausdehnungskoeffizienten für jeden Kolben ermitteln würde, sollte dieser sich in etwa der Mitte der jewiligen Graphen befinden. Alpha entspricht also LADK und dL0/L0 entpricht der Längenänderung.

      Ich geh mal davon aus, dass hier mit mm gearbeitet wurde. Somit würde sich für den Megukolben beispielsweise ein dL0/L0=0,0021 ergeben. D.h., er würde sich etwa um 0,0021 mm ausdehnen (bei 400 °C). Sollte als bei einem Einbauspiel von 0,05 mm nicht problematisch sein.
      TEAM SAUSTAHL

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