Kap. 16 Eisen-Kohlenstoff - Gusswerkstoffe - IWF

Weitere Magazine

Empfehlungen

Info

Kap. 16: Eisen-Kohlenstoff-Gusswerkstoffe Werkstoffe und Fertigung II – Metalle Eine “hochwertige Gussqualität“ zeichnet sich durch hohe Festigkeit (kleine Zellen mit perlitischem Grundgefüge) bei gleichzeitig geringer Härte aus. (Graphit in A-Anordnung). Die geringe Härte erleichtert die Bearbeitung ( < 240 HB). Fig. 16.6 Graphitanordnungen im Schliffbild. Die Bezeichnung mit Grossbuchstaben ist nicht willkürlich, sondern entspricht einer Übereinkunft Materialdämpfung Aufgrund der lamellaren Graphitanordnung hat GJL folgende spezielle Eigenschaften: 1.) Der E - Modul ist von der Festigkeit des Gusseisens, d.h. von seiner Qualität abhängig 2.) Die Spannungs - Dehnungs - Linie ist nichtlinear, d.h. der E - Modul selbst ist von der Spannung abhängig. 3.) GJL hat eine sehr gute Materialdämpfung. Diese beruht auf der Streuung von elastischen Wellen an den Grenzflächen zwischen Eisen und Graphit. Die Grenzflächendämpfung ist umso grösser, je geringer die Festigkeit des Gusseisens ist, d.h. je mehr Kohlenstoff, je mehr Grenzflächen, je gröber die Graphitlamellen. Die hohe Materialdämpfung qualifiziert den GJL für Werkzeugmaschinenbetten. 4.) Die Graphitlamellen des GJL wirken auf Zug wie Risse, die zu Spannungsüberhöhungen führen. Aufgrund dieser inneren Kerben ist die Zugfestigkeit wie auch die Dauerfestigkeit gering. Um eine höhere Zugfestigkeit zu erreichen, muss der Grundwerkstoff verbessert werden. GJL hat auf der anderen Seite aber eine geringe äussere Kerbempfindlichkeit. 5.) Auf Druck tragen die Graphitlamellen mit. Wegen der stark verminderten Zugfestigkeit, gilt: |σ dB | = 3 · σ zB (16.2) 6.) Die Festigkeit steigt mit zunehmendem Anteil Fe 3 C aus der sekundären Seite 438
Kap. 16: Eisen-Kohlenstoff-Gusswerkstoffe Werkstoffe und Fertigung II – Metalle und eutektoiden Umwandlung, d.h. mit zunehmendem Perlitanteil. 7.) Die Festigkeit des Gusseisens hängt stark von der Wandstärke des Gussstücks ab, da diese die Abkühlgeschwindigkeit und damit den Perlitanteil bestimmt. 8.) GJL ist wegen der inneren Kerbwirkung spröde. Gusseisendiagramm (Collaud-Diagramm) Collaud- Diagramm mitgegossener Probekörper Wanddickeneinfluss Das Zusammenspiel der chemischen Zusammensetzung (Sättigungsgrad) mit der Abkühlungsgeschwindigkeit (Wanddicke des Gussstückes) bestimmen die Gefügeausbildung und damit die mechanischen Eigenschaften (Zugfestigkeit, Härte). Am einfachsten können die Zusammenhänge mit Hilfe von Gusseisendiagrammen ermittelt werden. Eine weite Verbreitung hat das Collaud-Diagramm gefunden. Dieses erlaubt, aus der in der Abszisse angegebenen Zugfestigkeit eines getrennt mitgegossenen Probekörpers von 30 mm Durchmesser auf die zu erwartenden Eigenschaften in Gussstücken zu schliessen. Die Bezeichnung der Gusseisen-Werkstoffklassen erfolgt nach der Zugfestigkeit des separat mitgegossenen Prüfkörpers (z. B. EN-GJL-150 bedeutet, dass σ B des Prüfkörpers 150 MPa beträgt). Die Festigkeit des Gussstückes selbst hängt von seiner Wanddicke ab und kann den im Diagramm ebenfalls eingetragenen Linien gleicher Zugfestigkeit entnommen werden (Fig. 16.7). Dabei entspricht der Probekörper mit 30 mm Durchmesser der Wandstärke einer Platte von 15 mm. Die Linien für die Zugfestigkeit von X MPa laufen daher auf der Trennlinie zwischen der Wandstärke von 10 mm und 20 mm durch die Mitte der Spalte für EN- GJL-X. Die grau hinterlegten Felder geben die Werkstoffklassen an, in denen sich Stücke mit bestimmten Querschnitten und Gewichten am besten abgiessen lassen. Das Grundgefüge solcher Abgüsse ist vorwiegend perlitisch. Nach der festeren Seite hin, d.h. rechts von den grauen Feldern, wird das Gefüge feinkörnig, aber eher auch karbidisch und lunkeranfällig, nach der weichen Seite hin, d.h. links der grauen Felder, grobkörnig und mehr ferritisch, Lunker sind hier weniger zu befürchten. Für eine gute Bearbeitbarkeit soll die Brinellhärte 240 nicht übersteigen. Seite 439
Seite 1 und 2: Kap. 16: Eisen-Kohlenstoff-Gusswerk
Seite 7: Kap. 16: Eisen-Kohlenstoff-Gusswerk

Kap. 16 Eisen-Kohlenstoff - Gusswerkstoffe - IWF

Erfolgreiche ePaper selbst erstellen

Template löschen?

Als Template speichern?