Legierungen und Werkstoffkunde: Eisen, Stahl und andere Gussmetalle
Warum Grauguss und duktiles Gusseisen nicht dasselbe sind
Einleitung
Metall ist nicht gleich Metall. Als Gießereitechniker arbeitest du mit mehreren Familien von Gusseisen und Stahl, und jede davon hat ihr eigenes Gefüge, das darüber entscheidet, wie sich das fertige Teil verhält — ob es steif oder zäh ist, ob es Schwingungen dämpft und wie weit es sich biegen lässt, bevor es bricht.
Grauguss (GJL) — DS/EN 1561
Grauguss, abgekürzt GJL, ist in der Norm DS/EN 1561 beschrieben, die die Eigenschaften von unlegiertem und niedriglegiertem Grauguss für Gussstücke festlegt, die in Sandformen oder in Formen mit vergleichbaren thermischen Eigenschaften hergestellt werden. Kennzeichnend für GJL ist, dass der Grafit im Werkstoff als Lamellen vorliegt — kleine, flache 'Flocken', verteilt in einer Matrix aus typischerweise Perlit und Ferrit.
Zähes/nodulares Gusseisen (GJS) — DS/EN 1563
Gusseisen mit Kugelgraphit (auch nodulares Gusseisen oder Sphäroguss genannt) ist in DS/EN 1563 beschrieben. Hier ist der Graphit als runde Kugeln geformt statt als Lamellen — das wird durch eine besondere Behandlung der Schmelze erreicht, bei der der Graphit 'sphäroidisiert' wird. Die Kugeln machen das Material deutlich zäher und duktiler als das graue Gusseisen.
| Klasse (EN-GJS-) | Bedeutung der Zahlen |
|---|---|
| 350-22 | Ca. 350 MPa Zugfestigkeit, ca. 22 % Bruchdehnung — sehr zäh |
| 400-18 | Ca. 400 MPa Zugfestigkeit, ca. 18 % Bruchdehnung — gute Balance zwischen Festigkeit und Zähigkeit |
| 500-7 | Ca. 500 MPa Zugfestigkeit, ca. 7 % Bruchdehnung — steifer, weniger zäh |
| 700-2 | Ca. 700 MPa Zugfestigkeit, ca. 2 % Bruchdehnung — hohe Festigkeit, geringe Zähigkeit |
Achte auf das Muster: je höher die Zugfestigkeit, desto geringer die Bruchdehnung. Das ist die klassische Abwägung in der Werkstoffkunde — du kannst selten maximale Festigkeit und maximale Zähigkeit im selben Werkstück bekommen, und bei der Wahl der GJS-Klasse geht es darum, für genau das Teil, das du gießt, die richtige Balance zu treffen.
Andere Metalle in der Gießerei
- 01Stahl — wird dort eingesetzt, wo Zähigkeit und Schweißbarkeit schwerer wiegen als das Dämpfungsvermögen von Gusseisen
- 02Aluminium — leicht, korrosionsbeständig, gut geeignet für Werkstücke, bei denen das Gewicht entscheidend ist
- 03Messing und Bronze — werden u. a. für Lager, Ventile und Teile verwendet, die gute Gleiteigenschaften oder Korrosionsbeständigkeit in feuchten Umgebungen erfordern
Als Gießereitechniker ist die Werkstoffkunde keine Theorie um der Theorie willen — sie entscheidet darüber, ob das Werkstück, das du gerade gegossen hast, tatsächlich der Belastung standhält, für die es gezeichnet wurde.