Gusseisen

Gusseisen ist eine Sammelbezeichnung für zahlreiche Eisen-Kohlenstoff-Gusswerkstoffe mit vielfältigen Eigenschaften, die durch das unterschiedliche Gefüge und die unterschiedliche Graphitausbildung bestimmt werden. Sie enthalten über 2% Kohlenstoff und können nicht mehr geschmiedet werden. Deshalb folgt die Formgebung durch Giessen. Dabei haben 2 Gusseisensorten, zum einen mit lamellarem Graphit und zum anderen mit Kugelgraphit, sehr große technische Bedeutung erlangt. Bei Gusseisen wird der Kohlenstoff durch spezielle Zusätze zur Schmelze zu unterschiedlichen Ausscheidungsformen gebracht. Dabei spielt der Siliciumgehalt der Schmelze ebenfalls eine wesentliche Rolle.

Gusseisen mit lamellarem Graphit (GJL oder GGL ):

Beim Gusseisen mit lamellarem Graphit (auch Grauguss genannt) unterbrechen die verästelten Graphitlamellen die metallische Matrix mit der Folge, dass die Zugfestigkeit Rm bei ca. 400N/mm2 eine obere Grenze besitzt und keine ausgeprägte Dehnbarkeit vorhanden ist. Gusseisen mit Lamellengraphit zeichnet sich durch eine gute Giessbarkeit und Bearbeitbarkeit, hohes Dämpfungsvermögen und eine beachtliche Korrosionsbeständigkeit bei vorhandener Gusshaut aus. Er ist ein preiswerter Werkstoff für Gussstücke mit hoher statischer Belastung (Zylinderblöcke von Automotoren, Armaturen, Bremszylinder, Lagerflansche) und ist in verschiedenen Festigkeitsklassen (GG10 bis GG35, d.h. in Zugfestigkeiten von 100-350N/mm2) erhältlich.

Gusseisen mit Kugelgraphit (GJS oder GGG ):

Durch Zusatz von Magnesium und/oder Cer zur Schmelze gelingt es, den Kohlenstoff unter bestimmten Bedingungen in globularer Form in der Eisenmatrix auszuscheiden. Damit fällt die beim Gusseisen mit lamellarem Graphit angesprochene Kerbwirkung der spitz zulaufenden Graphitlamellen weg; statt-dessen erhält man eine ausgezeichnete Duktilität. Deshalb wird Gusseisen mit Kugelgraphit speziell in Bereichen mit dynamischer oder pulsierender Beanspruchung eingesetzt und wird in verschiedenen Festigkeitsklassen (GGG40 bis GGG80, d. h. in Zugfestigkeiten von 400-800N/mm2) geliefert.

Für spezielle Anwendungen gibt es noch weitere Sorten von Gusseisen:
schwarzer und weißer Temperguss nach DIN 1692, austenitisches Gusseisen nach DIN 1694, legiertes verschleißfestes Gusseisen nach DIN 1695 oder Gusseisen mit Vermiculargraphit GGV ("Würmchen-graphit"), der die hervorragenden Eigenschaften von Gusseisen mit lamellarem Graphit wie hohem Dämpfungsvermögen mit der Duktilität eines Gusseisens mit Kugelgraphit verbindet.

Die häufigsten Ausfallursachen aus der Praxis sind:

1. Es wurde Gusseisen mit lamellarem Graphit geliefert, obwohl Gusseisen mit Kugelgraphit bestellt wurde. Dies lässt sich mit metallographischen Gefügeuntersuchungen bei ACL nachweisen.
2. Durch den heterogenen Gefügeaufbau von Gusseisen kommt dem Einfluss der Abkühlgeschwindigkeit auf die Form und Größe der Ausscheidungen eine enorme Bedeutung zu. Dies lässt sich wie evtl. vorhandene Seigerungen durch eine metallographische Untersuchung bei ACL feststellen.
3. Es wurde zum Beispiel Gusseisen mit Kugelgraphit mit nicht genügender Festigkeit geliefert. Dies lässt sich durch die Durchführung eines Zugversuchs über die ACL GmbH nachweisen.

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