Fachartikel

Werkstoff- und fertigungstechnische Grundlagen der Herstellung und Anwendung von hoch siliciumhaltigem Gusseisen mit Kugelgraphit (1)
Von Herbert Löblich und Wolfram Stets, Düsseldorf

Teil 1: Einfluss von Silicium auf die mechanischen Eigenschaften, Versprödungs-
effekte,  Seigerungen, Graphitformabweichungen, Wirkung von höheren Gehalten an Mn, Cr und V

Die technologischen Eigenschaften der in der EN 1563 genormten konventionellen ferritisch-perlitischen Sorten von Gusseisen mit Kugelgraphit (GJS) werden über das Ferrit/Perlit-Verhältnis mittels gezielter Zugabe von Perlitbildnern (Mn, Cu, Sn) eingestellt. Durch die alleinige Zugabe von höheren Siliciumgehalten ist es möglich, auf die Zusätze von Perlitbildnern zu verzichten und einen Werkstoff mit deutlich höherem Eigenschaftsniveau herzustellen.

Gefüge einer Y2-Probe mit 3,99 % Si, 3,01 % C und 0,63 % Cr, geätzt, ca. 25 % Perlit (Rm = 649 MPa, Rp0,2 = 506 MPa; A = 14,3 %).
Bild: Gefüge einer Y2-Probe mit 3,99 % Si, 3,01 % C und 0,63 % Cr, geätzt, ca. 25 % Perlit (Rm = 649 MPa, Rp0,2 = 506 MPa; A = 14,3 %). Foto: IFG

Das hoch siliciumhaltige  GJS-500-14 verfügt beispielsweise über eine Dehngrenze von 400 N/mm2 und eine Bruchdehnung von 14 %. Diese Eigenschaftskombination, höhere 0,2 %-Dehngrenze und höhere Dehnung, wird bei diesen Werkstoffsorten über die Mischkristallhärtung des Ferrits durch Silicium mit Gehalten zwischen 3 und 4,3 % erzielt. Beim Einsatzmaterial Schrott konnte im Gegensatz zu den konventionellen GJS-Sorten kein Einfluss von nennenswerten Gehalten an Mn, Cr und V auf die mechanischen Eigenschaften festgestellt werden, sodass bei den neuen Mischkristall verfestigten Werkstoffsorten auch kostengünstigere, niedriglegierte Schrotte verwendet werden können

Die zusätzlich in die Norm DIN EN 1563 aufgenommene EN-GJS-Werkstoffe (Auszug aus DIN EN 1563, Werte in Klammern: Normwerte der ferrtisch/perlitischen EN-GJS-Werkstoffe).

Dr.-Ing. Herbert Löblich und Dr.-Ing. Wolfram Stets, Institut für Gießereitechnik gGmbH (IfG), Düsseldorf


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