Gusseisen ist eine der am häufigsten verwendeten Eisenlegierungen. Es wird aus Roheisen durch Gießen hergestellt, daher der Name. Roheisen wird zusammen mit anderen Legierungselementen in den Ofen gegeben und geschmolzen, bis eine flüssige Masse entsteht. Diese flüssige Masse wird dann in Gussformen mit den gewünschten Abmessungen gegossen und zum Erstarren gelassen. Das so erhaltene feste Material ist das Gusseisen, das in unzähligen Industriezweigen Anwendung findet.
1. Gute Gießbarkeit (niedrige Schmelztemperatur, gute Fließfähigkeit)
2. Gute Bearbeitbarkeit (Graphitgusseisen)
3. Antivibrationseigenschaften
4. Konzentration bei geringem Stress
5. Sensibilität
Arten von Gusseisen Die Eigenschaften von Gusseisen können je nach den zugesetzten Legierungselementen variieren. Durch die Variation der Legierungsbestandteile lassen sich die Eigenschaften des Gusseisens gezielt beeinflussen. Die wichtigsten Legierungselemente sind Kohlenstoff und Silizium. Je nach Menge der zugesetzten Legierungselemente wird Gusseisen in Grauguss und Weißguss unterteilt. Die Unterscheidung erfolgt anhand der Farbe des Gussstücks im Bruchzustand.
Weißes Gusseisen lässt im Bruchfall einen Riss durch das gesamte Gussstück hindurch. Graues Gusseisen hingegen lenkt einen Riss zwar ab, verursacht aber aufgrund der Graphitstruktur gleichzeitig zahlreiche weitere Risse. Da graues Gusseisen einen hohen Siliziumgehalt aufweist, besitzt es eine Graphitstruktur, die dem Gusseisen charakteristische Eigenschaften verleiht. Weißes Gusseisen ist härter und daher weniger gut bearbeitbar als graues Gusseisen. Es enthält außerdem weniger Silizium als graues Gusseisen und weist Karbidverunreinigungen auf.
Darüber hinaus lässt sich Gusseisen in Temperguss und Sphäroguss unterteilen. Beim Erhitzen von weißem Gusseisen verändern sich seine Eigenschaften; diese verbesserte Gusseisensorte wird als Temperguss bezeichnet. Werden dem geschmolzenen Roheisen Legierungselemente wie Magnesium oder Cer zugesetzt, entsteht Sphäroguss mit einer anderen Struktur als die anderen Gusseisensorten.
Grauguss zeichnet sich durch gute Gießeigenschaften, gute Schwingungsdämpfung, hohe Verschleißfestigkeit, gute Bearbeitbarkeit und geringe Kerbempfindlichkeit aus. Allerdings sind seine Zugfestigkeit und Dehnung sehr gering, weshalb er sich nur für die Herstellung von Metallteilen mit geringen physikalischen Anforderungen eignet, wie z. B. Schutzabdeckungen, Deckel, Ölwanne, Handräder, Rahmen, Böden, Hämmer, kleine Griffe, Sockel, Gehäuse, Messer, Betten, Lagersitze, Tische, Räder, Pumpen, Ventile, Rohre, Schwungräder, Motorblöcke usw. Höherwertiger Grauguss hingegen hält höheren Belastungen stand und bietet eine gewisse Dichtheit und Korrosionsbeständigkeit für wichtigere Gussteile wie Zylinder, Zahnräder, Sockel, Schwungräder, Betten, Zylinderblöcke, Zylinderlaufbuchsen, Kolben, Getriebegehäuse, Bremsräder, Kupplungsplatten, Mitteldruckventile usw. (siehe iron-foundry.com).
Stärke Gusseisen bietet höhere Festigkeit bei geringeren Kosten. Es ist zudem fester und duktiler als reines Eisen und steifer. Dank seiner Festigkeit eignet sich Gusseisen für verschiedene Industriezweige. Es hat einen niedrigen Schmelzpunkt und eine gute Fließfähigkeit.
Gießbarkeit Gusseisen findet aufgrund seiner guten Gießbarkeit in einer Vielzahl von Branchen Anwendung. Es lässt sich je nach industriellem Bedarf in verschiedene Formen und Größen gießen. Die geringen Produktionskosten und der minimale Werkzeugaufwand machen es zu einem wirtschaftlich rentablen Werkstoff.
Bearbeitbarkeit Gusseisen lässt sich leicht zu Endprodukten verarbeiten. Eigenschaften wie Härte, Zugfestigkeit und Mikrostruktur beeinflussen die Bearbeitbarkeit des Metalls. Daher findet es in zahlreichen Branchen Anwendung bei der Herstellung verschiedenster Produkte.
Kostengünstig und langlebig Gusseisen spart langfristig viel Geld. Es benötigt über lange Zeit kaum oder gar keine Wartung. Der Einsatz von Gusseisen in der Industrie kann unnötige Ersatzbeschaffungen vermeiden. Darüber hinaus lassen sich Gusseisenprodukte in bestehende Systeme integrieren, wodurch die Kosten für Ersatzbeschaffungen minimiert werden. Gusseisen ist zudem formbarer als andere Metalle.
1. Chemische Zusammensetzung (C, Si, Mn): Si → Graphitgusseisen, Mn → Weißgusseisen
2. Abkühlungsrate
vjaht -> weißes Gusseisen, gekühltes Gusseisen
vjaht -> Grauguss
3. Modifikation
Mg, Ts, Ca -> Sphäroguss aus Graphit
4. Legieren
Mn -> Verschleißfestigkeit
Si -> Korrosionsbeständigkeit
Cr -> Hochtemperaturfestigkeit
Ni -> Korrosionsbeständigkeit, mit Cr, Si Verschleißbeständigkeit