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Gussverfahren



Gusseisen
Grauguss, Lamellenguss, Sphäroguss

- Gusseisen mit Kugelgraphit,
duktiler Werkstoff mit hoher Festigkeit und guten Voraussetzungen für werkstoffsparenden Leichtbau, gute Eigenschaften bei dynamischer Belastung, gute Oberflächenhärtbarkeit.
Eignet sich gut für verschleissbeanspruchte Werkstücke.

Gusseisensorten mit verschiedenen Eigenschaften.

Die verbreitetste Sorte ist Grauguss, bei dem der Kohlenstoffüberschuss in Form von Graphit vorliegt. Grauguss ist relativ gut korrosionsbeständig und hat auch vorteilhafte Selbstschmiereigenschaften. Die einfachste Graugusssorte ist Lamellenguss, in dem der Graphit in Form von dünnen unregelmässigen Plättchen vorliegt. Diese Lamellen wirken bei Zugbelastung als Kerben, daher ist die Zugfestigkeit relativ gering ("Sollbruchstellen"). Zudem ist diese Sorte ziemlich spröde. Andererseits verleiht der lamelare Graphit dem Werkstoff eine gute Wärmeleitfähigkeit und gute Dämpfungseigenschaften. Bessere Eigenschaften hat der so genannte Sphäroguss (auch Gusseisen mit Kugelgrafit genannt), bei dem der Graphit in mehr oder weniger kugeliger Form vorliegt.


Eine weitere wichtige Form ist der Temperguss, der nach dem Erstarren nochmals einer Glühbehandlung (Tempern) unterzogen wird. Beim weissen Temperguss glüht man in einer Sauerstoff abgebenden Atmosphäre, wodurch den Gussstücken (zumindest im Randbereich) der Kohlenstoff entzogen wird, wodurch sich die Eigenschaften denen des Stahls annähern. Schwarzer Temperguss wird in einer sauerstofffreien Atmosphäre geglüht, dabei kommt es zu Veränderungen im Gefüge, die die Eigenschaften positiv beeinflussen. Die Graphitlamellen ziehen sich bei der Langzeitglühung zusammen in einzelne Nester und grössere Bereiche der Matrix bleiben Graphitfrei. Die Verbesserungen sind nicht auf die Randzone des Werkstückes beschränkt.
Diese Sorten vertragen auch geringe plastische Verformungen, ohne zu brechen.

Unter Gusseisen versteht man eine Eisenlegierung mit einem hohen Anteil von Kohlenstoff (> 2 %) und Silizium (> 1,5 %) sowie weiteren Bestandteilen wie Mangan, Chrom oder Nickel. Es wird unterschieden zwischen dem schwarzen Gusseisen (Grauguss), wo der überschüssige Kohlenstoff in Form von Graphit, und dem weissen Gusseisen, wo der Kohlenstoff in Form von Ledeburit vorkommt.
Das Material hat mit etwa 1100 °C einen deutlich geringeren Schmelzpunkt als der ebenfalls aus Eisen bestehende Stahl. Gusseisen lässt sich wegen des hohen Kohlenstoffgehaltes nicht mehr schmieden. Das bekannteste Verfahren ist der Guss in eine Sandform.


Eine neuere Werkstoffentwicklung ist der Vermikulargraphit-Guss. Bei ihm liegt der Graphit weder als Lamelle, noch als Kugel vor, sondern als Knoten. Die mechanischen Eigenschaften dieses Werkstoffes liegen zwischen dem Gusseisen mit Lammelengraphit und denen des Gusseisens mit Kugelgraphit. Seine Herstellung ist jedoch schwieriger und erfordert eine eng tolerierte Schmelzbehandlung.

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