Duitse materiaalonderzoekers maken gietijzeren motorblok stuk lichter

Dankzij dit model kun je gietijzeren producten dunwandiger construeren en dus lichter maken. Met name voor de autoindustrie biedt dat perspectief.

Dunwandig

Grijs gietijzer wordt veelvuldig toegepast in de automobielindustrie, ondermeer in de motorenproductie. Om het brandstofverbruik te reduceren, zoekt de industrie al lang naar oplossingen om minder gietijzer te gebruiken. Dunwandig construeren gaat tot nog toe echter ten koste van de sterkte.

Professor Frank Mücklich en onderzoeker Alexandra Velichko zijn er nu in geslaagd om met nano-tomografie tot op atoomniveau in het materiaal te kijken. Ze gebruiken hiervoor nano-tomografie, vergelijkbaar met de computer-tomografie uit de medische sector. Een zeer precieze ionenstraal ontleedt het gietijzeren deel in nanoschijfjes die vervolgens met een ionenstraal worden afgetast.

De afzonderlijke beelden worden in de computer weer samengevoegd tot een exacte ruimtelijke afbeelding van het product. ‘Door de extreem hoge resolutie kunnen we het materiaal niet alleen chemisch analyseren, maar kunnen we ook de structuur van de kristallen precies zien, welke nanostructuren hieruit worden gevormd.’

Effect van grafietstructuur

‘Heel kleine veranderingen in de grafietstructuur leiden tot andere mechanische eigenschappen’, legt professor Mücklich uit. Dit geeft de gieterijen een middel om met hun klanten in gesprek te gaan over hoe het gietijzeren deel precies gegoten moet worden om bijvoorbeeld dunwandige constructies mogelijk te maken. De hoogleraar verwacht dat hierdoor gietijzeren componenten zoals nokkenassen en ook motorblokken lichter van gewicht kunnen worden.

Professor Mückler en onderzoeker Velichko, die op de studie gepromoveerd zijn, hebben voor hun werk de Werner-Köster prijs gekregen. Deze wordt jaarlijks verleend door de Deutsche Gesellschaft für Materialkunde (DGM).

Artikel universiteit Saarland