Gusseisen
Eisen mit mehr als ca. 2% Kohlenstoff nennt man Gusseisen.
Physikalische EigenschaftenHohe Dichte (7.3 kg/dm3) |
Mechanische EigenschaftenGeringe Zugfestigkeit (ca. 100…900 N/mm2) |
Weitere EigenschaftenPreiswerte Herstellung |
Einteilung von GusseisenGusseisen mit Lamellengraphit (Grauguss)Langsames Abkühlen und Silizium fördern die Bildung von Graphitlamellen. Die Lamellen bewirken die guten Gleit- und Notlaufeigenschaften, die leichte Zerspanbarkeit und die Schwingungsdämpfung von Grauguss. Sie machen ihn jedoch sehr spröde und nicht dehnbar. Durch den hohen C-Gehalt kann Gusseisen mit Lamellengraphit gut vergossen werden. Die Zugfestigkeit liegt zwischen 100 und 400 N/mm2. Gusseisen mit Kugelgraphit (Sphäroguss)Die Vorteile von Sphäroguss liegen in seiner hohen Festigkeit, die durch die kugelige Form des Graphits hervorgerufen wird. Sphäroguss ist recht zäh, er hat eine Bruchdehnung von bis zu 22. Diese kann durch Glühen noch erhöht werden. Gusseisen mit Kugelgraphit kann auch vergütet und randschichtgehärtet werden. Sphäroguss hat eine Zugfestigkeit von 400 bis 900 N/mm2. Gusseisen mit Temperkohle (Temperguss)Temperguss enthält seine Eigenschaften erst nach einer langandauernden Wärmebehandlung. Er kann gegenüber Grauguss erheblich gesteigerte Festigkeit (350 - 450 N/mm2) vorweisen. Auch die Dehnbarkeit und die Zähigkeit sind höher als bei Grauguss. Weisser Temperguss wird mehrere Tage in sauerstoffhaltiger Umgebung geglüht. Dabei wird ihm etwa 5 mm tief der Kohlenstoff entzogen. Schwarzer Temperguss wird ebenfalls mehrere Tage lang geglüht, allerdings in neutraler Atmosphäre. Dabei zerfällt der Zementit des Rohgusses, es bilden sich charakteristische Graphitausscheidungen, die so genannte Temperkohle. StahlgussBei Stahlguss vereinen sich die positiven Eigenschaften des Stahls (hohe Festigkeit und Zähigkeit) mit der Möglichkeit der Giessbarkeit. Dadurch können auch kompliziert geformte Werkstücke ohne hohen Aufwand aus Stahl hergestellt werden. Die Zugfestigkeit von Stahlguss liegt etwa zwischen 400 und 700 N/mm2. |
AnwendungsmöglichkeitenStänder und Schlitten für Werkzeugmaschinen |
Herstellung von GusseisenAusgangsstoffe für die Gusseisenherstellung sind Giessereiroheisen, Kreislaufmaterial der Giesserei, Schrott und Legierungselemente. Um eine Schlacke zu bilden, wird Kalk dazugegeben. Der Kupolofen ist ein ca. 10 m hoher, feuerfest ausgemauerter Schachtofen. Der Schmelzraum des Ofens besteht aus einem senkrecht stehenden Schacht, der oben eine Öffnung, die Gicht hat. Wie beim Hochofen füllt man Brennmaterial (Koks), Schmelzmaterial und Zusätze in abwechselnden Schichten in den Ofen. Unten brennt der Ofen und schmilzt das Metall; die Verbrennungsgase ziehen nach oben und entweichen durch die Gicht, während gleichzeitig Brennmaterialien und Metall nach unten sinken. Die Schmelzmaterialien werden also durch die glühenden Gichtgase schon sehr stark vorgewärmt, ehe sie zur Flamme kommen. So lange das Schmelzen dauern soll, wird oben fortgesetzt Material nachgefüllt. Das flüssige Metall wird unten abgestochen. Einige Kupolöfen arbeiten zudem mit Heisswinderhitzung. Der Induktions-Tiegelofen besteht aus einem austauschbaren, keramisch ausgekleideten Tiegeleinsatz zur Aufnahme des Schmelzgutes. Eine aussenliegende, wassergekühlte Spule induziert ein elektromagnetisches Wechselfeld, das die Einsätze schmelzen lässt. Dieses Wechselfeld verursacht ausserdem eine Rührbewegung, welches die Einsätze durchmischt. Neben dem Schmelzen wird der Induktions-Tiegelofen auch zum Warmhalten der Schmelze eingesetzt. Beim Abgiessen wird der Ofen hydraulisch gekippt. Wie bei der Stahlherstellung können auch Lichtbogenöfen eingesetzt werden. Mit ihnen erreicht man besonders reine, legierungsgenaue Schmelzen. |
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Periodensystem Eisen Stahl Wärmebehandlung Bezeichnung von Gusseisen |
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FKB s. 261-264 |
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