Liquidustemperatur ist die Temperatur, oberhalb derer ein Werkstoff vollständig flüssig ist. Kühlt die Schmelze unter die Liquidustemperatur, beginnt die Erstarrung: erste feste Kristalle bilden sich, während der Rest noch flüssig bleibt. Vollständig fest ist der Werkstoff erst, wenn die Solidustemperatur erreicht ist. Der Bereich dazwischen heißt Erstarrungsintervall.
Liquidus, Solidus und das Erstarrungsintervall
Bei einem reinen Metall wie Eisen oder Kupfer fallen Liquidus- und Solidustemperatur zusammen: der Stoff erstarrt bei einer einzigen Temperatur, wie Wasser bei 0 °C gefriert. Bei einer Legierung liegen beide Temperaturen meist auseinander, weil sich die Zusammensetzung der Restschmelze während der Erstarrung fortlaufend verschiebt. Nur an eutektischen Zusammensetzungen, etwa bei eutektischem Gusseisen mit rund 4,3 % Kohlenstoff, fallen Liquidus- und Solidustemperatur wieder auf einen Punkt zusammen.[1] Das Erstarrungsintervall, also der Abstand zwischen beiden Temperaturen, bestimmt maßgeblich das Fließ- und Speiseverhalten einer Gusslegierung: ein enges Intervall erstarrt schalenförmig von außen nach innen, ein breites Intervall erstarrt breiartig (breiig) über den gesamten Querschnitt, was die Speisung erschwert und das Lunkerrisiko erhöht.
Praxisteil: Wofür der Gießereitechniker Liquidus- und Solidustemperatur braucht
Für den Techniker ist die Liquidustemperatur zunächst die Mindesttemperatur, auf die eine Legierung im Ofen erwärmt werden muss, bevor sie überhaupt gießfähig ist – meist wird mit einem Sicherheitsaufschlag (Überhitzung) darüber gegossen, damit die Schmelze beim Formfüllen nicht vorzeitig erstarrt. Die Solidustemperatur wiederum markiert, ab wann ein Gussstück formstabil genug ist, um ausgeformt oder ausgeleert zu werden, ohne dass noch flüssige Restschmelze austritt. Beide Werte zusammen bestimmen zudem, ob eine Legierung sich für das Halbzeuggießen (Rheocasting, Thixocasting) im teilerstarrten Zustand eignet, und sie sind Grundlage für die Auslegung von Speisern: je breiter das Erstarrungsintervall, desto größer muss der Speiser dimensioniert werden, um Lunker im letzten erstarrenden Bereich zu vermeiden.
Liquidus- und Solidustemperaturen gängiger Gießereiwerkstoffe
Die folgenden Werte sind gerundete Richtwerte und schwanken je nach genauer Legierungszusammensetzung.
| Werkstoff | Liquidustemperatur | Solidustemperatur | Erstarrungsintervall |
|---|---|---|---|
| Reineisen | 1536 °C[1] | 1536 °C[1] | 0 K (reines Metall) |
| Eutektisches Gusseisen (~4,3 % C) | ~1153 °C[1] | ~1153 °C[1] | ~0 K (eutektisch) |
| Untereutektisches Gusseisen (~3,2 % C) | ~1200 °C[1] | ~1150 °C[1] | ~50 K |
| Aluminiumgusslegierung AlSi12 (nah eutektisch) | ~577–590 °C[2] | ~577 °C[2] | schmal |
| Messing CuZn37 | 920 °C[3] | 902 °C[3] | 18 K |
Häufige Fragen zu Liquidus- und Solidustemperatur
Was ist die Solidustemperatur?
Die Solidustemperatur ist die Temperatur, bei der die Erstarrung einer Legierung abgeschlossen ist. Unterhalb dieser Temperatur liegt der Werkstoff vollständig fest vor.
Wie werden Liquidus- und Solidustemperatur gemessen?
Üblich ist die thermische Analyse: eine Probe der Schmelze wird kontrolliert abgekühlt, während die Temperatur über die Zeit aufgezeichnet wird. Beginn und Ende der Erstarrung zeigen sich als Knickpunkte oder Haltepunkte in der Abkühlkurve, weil beim Phasenübergang Erstarrungswärme freigesetzt wird.
Warum ist ein enges Erstarrungsintervall für den Gießer von Vorteil?
Ein enges Intervall führt zu gerichteter, schalenförmiger Erstarrung von der Formwand nach innen. Das lässt sich mit Speisern gut nachspeisen und ergibt ein dichteres, lunkerärmeres Gussstück als bei breiiger Erstarrung mit weitem Intervall.
Normbezug
DIN 51007 beschreibt die Grundlagen der thermischen Analyse (u. a. Differenzthermoanalyse), mit der Liquidus- und Solidustemperaturen in der betrieblichen und labortechnischen Praxis ermittelt werden.
Weiterführende Begriffe
- Abkühlung – der Vorgang, in dem Liquidus- und Solidustemperatur durchlaufen werden
- Gefüge – Ergebnis der Erstarrung zwischen Liquidus und Solidus
- Gusseisen – Werkstoffgruppe mit besonders engem Erstarrungsintervall am eutektischen Punkt
Quellen
- maschinenbau-wissen.de: Eisen-Kohlenstoff-Diagramm, Liquiduslinie und eutektischer Punkt. Abgerufen am 27.08.2026.
- materialmagazin.com: Aluminium-Gusslegierungen, Eutektikum Al-Si bei 577 °C. Abgerufen am 27.08.2026.
- Deutsches Kupferinstitut: Werkstoff-Datenblätter CuZn37, Abschnitt 3.2 Solidus- und Liquidustemperatur. Abgerufen am 27.08.2026.