Austenitische Gusseisen - Konstruieren und Gießen

Tabelle 24: Mechanische Eigenschaften bei erhöhten Temperaturen von fünf austenitischen Gusseisen mit und ohne Molybdänzusatz [65]
Eigenschaften Prüf- GJSA-XNiCr20-2 GJSA-
Temperatur
[°C]
XNi22
Zeitstandfestigkeit
(1000 h)
[N/mm 2 ]
Kriechgeschwindigkeitsgrenze
(0,0001% h)
[N/mm 2 ]
Kriechgeschwindigkeitsgrenze
(0,0001% h)
[N/mm 2 ]
Zeitstandbruchdehnung
(1000 h)
[%]
540
595
650
705
760
540
595
650
705
540
595
650
705
540
595
650
705
1) Molybdän-Zusatz (0,7 bis 1%)
2) Diese Werte sind inter- bzw. extrapoliert
ohne 1)
197
127 2)
84
60 2)
39 2)
162
92 2)
56
34 2)
63
39 2)
24
15 2)
6
-
13
-
Form von Auspuffsammelrohren und Turboladergehäusen.
Diese Teile bestehen je
nach Höhe der Temperaturbeanspruchung
aus GJSA-XNiCr20-2 mit angepasstem
Chromgehalt, GJSA-XNiSiCr35-3 oder vorzugsweise
aus GJSA-XNiSiCr35-5-2.
Im Ofen- und Anlagenbau und in der Verfahrenstechnik
wird austenitisches Gusseisen
mit Kugelgraphit für zahlreiche Bauteile im
Wettbewerb zu den hitzebeständigen
Stahlgusssorten verwendet. Aufgrund seiner
geringeren Festigkeit wird es für mechanisch
nicht oder gering beanspruchte
Gussstücke vor allem aus Kostengründen
eingesetzt.
mit 1)
-
183
109 2)
77 2)
42 2)
190 2)
112 2)
67 2)
39
127 2)
77
42 2)
25
-
5,5
-
11,5
ohne 1)
148
95 2)
63
42 2)
28 2)
91
63 2)
40
24 2)
Tabelle 25: Durch Temperaturwechsel in einem Bauteil erzeugte Spannungen, angenähert
berechnet nach der Formel ó therm = á . E . ÄT für 100 K Temperaturdifferenz [67]
47 48a
48b
-
-
-
-
14
-
13
-
Werkstoff
GJL-200
GJS-400-15
GJS-SiMo4-1
Perlitischer Stahl
Austenitscher Stahl
GJSA-XNiCr20-2
GJSA-XNi22
GJSA-XNiCr30-3
GJSA-XNi35
GJSA-XNiCr35-3
GJSA-XNiCr35-5-2
GJSA-XNiCr30-3 GJSA-XNiSiCr30-5-5 GJSA-XNiCr35-3
Bild 47. Im Motorenprüfstand ermittelte relative Temperaturwechselzahl bis zum Reißen des Auspuffkrümmers aus verschiedenen
Gusseisenwerkstoffen bei Spitzentemperatur der Temperaturzyklen von 900 °C. Im Dilatometer kam es zu einem Wachsen, während der
Abgaskrümmer infolge der behinderten Expansion und Kontraktion schrumpfte [66].
Bild 48. Streuband der Kerbschlagarbeit von GJSA-XNiMn23-4, ermittelt an Proben aus Betriebs- und Laborschmelzen [68]
Spannung
[N/mm 2 ]
26 konstruieren + giessen 29 (2004) Nr. 2
ohne 1)
-
165
105 2)
68
42 2)
-
-
-
-
-
-
-
-
-
7
-
12,5
Zugfestigkeit
bei 20°C
[N/mm 2 ]
200
400
600
422
500
370
370
370
370
370
370
mit 1)
-
214
127 2)
77
49 2)
204 2)
127
84 2)
49
148 2)
91
56 2)
35
-
5
-
16
ohne 1)
-
120
67 2)
44
21 2)
-
-
-
-
-
-
-
-
-
10,5
-
25
E-Modul
bei 20°C
[kN/mm 2 ]
84
16
16
210
204
123
115
98
127
118
130
mit 1)
-
134
77 2)
53
28 2)
-
-
-
-
-
-
-
-
-
10
-
21
ohne 1)
-
176
105 2)
70
39 2)
190 2)
112 2)
67 2)
56
-
70
-
39
-
6,5
-
13,5
Thermischer Ausdehnungskoeffizient
bei 20 – 100 °C
[10 -8 /K]
2,5
13,3
13,0
11,7
20,0
17,6
17,4
9,9
4,5
5,0
8,6
mit 1)
-
225
130 2)
84
46 2)
197 2)
120
74 2)
42 2)
127 2)
77
47
28
-
5,5
-
11,5
98
210
204
238
408
216
200
97
57
59
112