Gaserbildung
Englisch: pipe
Bei einem Metallblock: das Entstehen von Hohlräumen während der Erstarrung.
Lunker: wenn sich ein Metallblock selbst aushöhlt
Lunkerbildung ist die Entstehung von Hohlräumen oder Hohlraumreihen im Inneren eines erstarrenden Metallblocks, üblicherweise entlang der Mittellinie von oben nach unten. Während die äußeren Oberflächen des Blocks erkalten und erstarren, bleibt das Innere länger flüssig. Das flüssige Metall schrumpft beim Abkühlen, aber die feste Schale kann nicht gleichmäßig nach innen kollabieren, wodurch ein Hohlraum entsteht. Dieser kann je nach Blockgröße, Gießtemperatur und Abkühlungsgeschwindigkeit von einem haarfeinen Riss bis zu mehreren Zentimeter großen Hohlräumen reichen.
Der Fehler ist besonders ausgeprägt bei großen Stahlblöcken, insbesondere solchen, die in großen offenen Formen ohne Schutzabdeckungen oder kontrollierte Abkühlung gegossen werden. Kohlenstoffstahlblöcke sind besonders anfällig. Der Schrumpf tritt auf, weil flüssiger Stahl beim Erstarren um etwa 8 bis 10 Prozent des Volumens schrumpft, und das Metall in der Mitte erkaltet zuletzt und zieht sich von den bereits erstarrten äußeren Schichten ab. Schwere Blockquerschnitte kühlen so langsam ab, dass dieser Differenzschrumpf erheblich wird.
Lunkerbekämpfung und -erkennung
Stahlhersteller bekämpfen Lunkerbildung durch heißere Blockformen, langsamere Abkühlungsraten oder die Zugabe von exothermen Stoffen auf die Blockoberfläche, um die innere Temperatur zu halten. Moderne Verfahren nutzen häufig Heißtöpfe, offenes Formen mit Keramikmanschetten oder kontrollierte Glühgrubenprozesse. Der Hohlraum wird typischerweise bei der Primärverarbeitung des Blocks in einem Stichkaliber oder einer Schmiede entfernt, wo der Block verdichtet und wieder erhitzt wird, um verbleibende Hohlräume vor dem Walzen oder Schmieden zum Endprodukt zu schließen.
Ultraschall- oder Röntgenprüfung kann Lunkerbildung erkennen, bevor der Block in die Wärmeverarbeitung gelangt. Wenn sie nicht erkannt und während der Verarbeitung nicht geschlossen wird, können restliche Lunkerdefekte als interne Risse oder schwache Stellen im fertigen Stahl erhalten bleiben. Deshalb erfordern kritische Anwendungen wie Druckbehälter oder geschmiedete Wellen Blöcke aus vakuumveredeltem Metall oder anderen Premiumprozessen, die die Schwere der Lunkerbildung verringern.