Da Edelstahlguss in Metallformen schneller abkühlt und erstarrt als in Sandformen und Metallformen weniger flexibel sind, ist die im Gussstück beim Metallformgießen entstehende Spannung höher als beim Sandguss. Dies führt zu einer höheren Rissneigung und begünstigt das Auftreten von Fehlern wie unvollständiger Füllung, Kaltverformung und Weißguss (bei Gusseisengussteilen). Allgemein gilt:
(1) Um unvollständiges Gießen und Kaltversagen beim Edelstahlguss zu vermeiden, sind folgende Konstruktionsaspekte zu beachten: A. Die Form des Gussteils sollte möglichst stromlinienförmig sein. Scharfe Ecken und abrupte Formänderungen sind zu vermeiden, um den Fluss des flüssigen Metalls zu erleichtern. B. Die Wandstärke des Gussteils sollte angemessen und nicht zu gering sein, insbesondere bei großen Abmessungen. C. Große horizontale Flächen sind zu vermeiden, da sie das Aufsteigen des flüssigen Metalls beim Gießen verlangsamen und die Kontaktfläche mit der Luft vergrößern, wodurch Oxidation begünstigt wird. Gleichzeitig verliert das flüssige Metall aufgrund der schnellen Wärmeabfuhr aus der Form rasch seine Fließfähigkeit, was leicht zu Fehlern wie unvollständigem Gießen, Kaltversagen und Schlackeneinschlüssen führen kann.
(2) Um Risse in Edelstahlgussteilen zu vermeiden, sind folgende strukturelle Aspekte zu beachten: A. Zur Verstärkung schwächerer Bereiche sind Rippen, Ansätze etc. vorzusehen, um Gussrisse zu verhindern. B. Bei der Anordnung von Verstärkungsrippen ist deren Einfluss auf die Schwindung des Gussteils zu berücksichtigen. C. Vorstehende Teile wie Ansätze, Rippen und Flansche, die die freie Schwindung des Gussteils behindern, sind so weit wie möglich zu minimieren. D. Die Anforderungen an gleichmäßige Wandstärke, glatte Übergänge und Verbindungen zwischen den Wänden sowie an geeignete Rundungen der Ecken sind strenger als beim Sandguss. E. Vertikale Wandverbindungen sind durch Schrägverbindungen zu ersetzen.
Bei der Auslegung der grundlegenden Strukturbauteile und der Auswahl ihrer Parameter für den Edelstahlguss sollten außerdem folgende Punkte beachtet werden:
(1) Um die Bildung von Weißguss in Graugussteilen zu verhindern, ist neben verfahrenstechnischen Maßnahmen eine zu geringe Wandstärke zu vermeiden. (Einigen Daten zufolge müssen bei Wandstärken über 15 mm die Ecken von im Formgussverfahren hergestellten Gussteilen abgerundet werden. Bei Formgussteilen aus Aluminium- und Magnesiumlegierungen sollte die Rundung mindestens 3–4 mm betragen. Für Formgussteile aus Gusseisen, Stahlguss und Kupferlegierungen kann die Rundung den Werten in Tabelle 1.1–32 entnommen werden.)
(2) Da die Metallform und der Kern nicht flexibel sind, sollte der Entformungsschrägwinkel bei Metallformgussteilen deutlich größer sein als bei Sandgussteilen, im Allgemeinen größer als bei 30%-50%. Dies erleichtert das Entformen der Gussteile. Der Entformungsschrägwinkel hängt von der Legierungsart, der Wandstärke und der Position der Gussoberfläche ab. Gussoberflächen, die sich beim Abkühlen und Schrumpfen von der Metallformoberfläche lösen, können mit einem kleineren Entformungsschrägwinkel gestaltet werden, während Gussoberflächen, die sich beim Schrumpfen an die Metallform anpressen, einen größeren Entformungsschrägwinkel benötigen. Der Entformungsschrägwinkel von Edelstahlgussteilen verschiedener Legierungen;
(3) Da Metallformen Wärme schnell ableiten, sollte die Mindestwandstärke von Edelstahlgussteilen größer sein als die von Sandgussteilen. Auch die Mindestwandstärke verschiedener Gusslegierungen und Gussteile unterschiedlicher Größe ist wichtig. (4) Die Dicke der Innenwand und der inneren Rippen des Gussteils sollte im Allgemeinen das 0,6- bis 0,7-Fache der Dicke der angeschlossenen Außenwand betragen. Andernfalls können aufgrund der langsamen Abkühlung der Innenwand (Rippen) beim Schrumpfen des Gussteils Risse an den Verbindungsstellen von Innen- und Außenwand entstehen.
Bei der Konstruktion von Edelstahlgussteilen mit komplexen Formen sollte, falls der Produktionsprozess erhebliche Schwierigkeiten mit sich bringt, die Form des Gussteils so einfach wie möglich gehalten und die Struktur so modifiziert werden, dass das Entformen erleichtert wird, ohne die Verwendbarkeit zu beeinträchtigen.
