Anzeigen
Maschinenbau-Wissen.de
Die Maschinenbau-Community
Maschinenbau-Wissen
Maschinenbau-Forum
Maschinenbau-Skripte
Maschinenbau-Webverzeichnis
Job-Suche
Bücher-Shop
Maschinenbau-Suche
Anzeigen

Eisengusswerkstoffe – Gefügeaufbau

Anzeige

Die Eigenschaften von Eisengusswerkstoffen werden durch das Auftreten und die anteilige Menge des stabilen Systems neben dem metastabilen System bestimmt.
Um die Zusammenhänge besser verstehen zu können, wurde in diesem Skript ein Vergleich zwischen stabilem und dem metastabilem System eingefügt – siehe nachfolgende Tabelle.

 

  Stabiles System Metastabiles System
System

Fe-C (Eisen-Graphit)

Fe-Fe3C (Eisen-Eisencarbid)

Kohlenstoff  Elementar als Graphit (C)  Gebunden als Fe3C (Eisencarbid/Zementit)
Bruchfläche  dunkel  hell
Erstarrungsart  grau

 weiß

Gefördert durch Elemente  Si, Ti, Al  Mn, Cr, Mo
Abkühlung  sehr langsam  Schnell
Siliciumgehalt  hoch (> 0,2%)  niedrig (< 0,2%)
Werkstoff  Graues Roheisen, Grauguss  Stahl, Hartguss, weißes Roheisen, Graugu
Gegenüberstellung Stabiles System / Metastabiles System

Gefügeaufbau der Eisengusswerkstoffe

Eisengusswerkstoffe besitzen ein Grundgefüge, in dem Kohlenstoff in gebundener Form vorliegt, daneben existieren nichtmetallische Graphiteinlagerungen aus ungebundenem Kohlenstoff. Das Entstehen von Kohlenstoff in ungebundener Form wird durch die chemische Zusammensetzung und die Abkühlbedingungen verursacht.

Gefüge Eisengusswerkstoff = Grundgefüge + Graphiteinlagerungen

Beispiele hierfür sind:

  • Grauguss = Stahlgefüge + Graphiteinlagerungen
  • Temperguss = Stahlgefüge + Temperkohleeinlagerungen

Der gebundene Kohlenstoff liegt als metastabiles System in Form von F-Fe3C vor. Dieses Stahlgefüge F-Fe3C bildet das Grundgefüge des Eisengusswerkstoffs. Dabei kann es sich um folgende Stahlgefüge handeln:

  • Ferrit
  • Ferrit + Perlit
  • Perlit
  • Perlit + Sekundärzementit

Häufig wird bei der Herstellung ein Grundgefüge aus Perlit angestrebt, da es die Festigkeit des Eisengusswerkstoffs erhöht und den Werkstoff besser für Wärmebehandlungen geeignet macht.

Graphiteinlagerungen

Die Graphiteinlagerungen, die sich aus ungebundenem Kohlenstoff bilden, kristallisieren in einem hexagonal primitiven Atomgitter. Bei der Kristallisation wachsen die Graphitkristalle besonders schnell in eine bevorzugte Richtung, wodurch sich längliche Kristalle bilden. Diese Kristalle werden als Lamellen bezeichnet - daher auch die Werkstoffbezeichnung Grauguss mit Lamellengraphit.
Da die Lamellen ähnlich wie kleine Kerben innerhalb des Werkstoffs wirken, haben sie einen negativen Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften (Festigkeit).

Eine deutliche Verbesserung der mechanischen Eigenschaften kann erzielt werden, wenn die Graphiteinlagerungen eine eher rundliche Form bilden und möglichst fein sind. Dies kann durch geeignete Legierungselemente und Temperaturführung erreicht werden, da man hierdurch Einfluss auf die Größe, die Form und die Verteilung der Graphiteinlagerungen nehmen kann.
Sehr gute mechanische Eigenschaften liegen bei Gusseisen mit Kugelgraphit vor, bei dem die Graphiteinlagerungen kugelförmig sind.

Anzeige
Anzeigen
Sitemap    |    Über    |    Impressum    |    Datenschutz    |    * = Affiliate-Link
2009 Maschinenbau-Wissen.de
Anzeige