Einphasige metallische Erstarrung

Die meisten Metalle und Legierungen werden durch den Prozeß der Erstarrung aus der schmelzflüssigen Phase hergestellt. Das Urformverfahren „Gießen“ ist eine der ältesten Techniken der Werkstoffverarbeitung. Obwohl der Mensch schon auf mehrere tausend Jahre Gußgeschichte zurückblickt, begann die wissenschaftliche Untersuchung der Erstarrungsvorgänge jedoch erst vor einem Jahrhundert, als erstmals der Phasenübergang theoretisch behandelt wurde [Gibbs 1878]. Die von N. Chvorinov 1940 dargelegte „Wurzel-t-Formel”, die die Beziehung zwischen der Erstarrungszeit und der Abmessung eines Gußstückes beschreibt, ist der wichtigste Erfolg bei der Makroanalyse des Wärme-, Massen-sowie Impulstransportes in den Gußprozessen. Das von [Tiller et al. 1953] sowie [Rutter et al. 1953] vorgeschlagene und von [Mullins & Sekerka 1964] modifizierte Stabilitätskriterium für die Phasengrenze kennzeichnet die Entwicklung der Erstarrungstheorie im mikroskopischen Bereich. Zur quantitativen Beschreibung der Erstarrungsmorphologie, der Konzentrationsseigerung, der Gefügefeinheit sowie des übrigen Erstarrungsverhaltens wurden bis jetzt verschiedene theoretische Ansätze vorgestellt. Dadurch kann man heute die Erstarrungsvorgänge metallischer Schmelzen immer besser verstehen und kontrollieren, um so die optimalen Gebrauchseigenschaften zu erzielen.