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den negativen Einfluss von Ti, Pb, Bi, Sb,
Al und auch den Einfluss von Cu zu neutralisieren.
Der Siliciumgehalt der Schmelzen lag
allerdings zwischen 1,9 und 2,9 %, sodass
über den Einfluss bei höheren Si-Gehalten
keine Aussagen gemacht werden können.
Einfluss von Silicium auf Gefüge und
Eigenschaften von EN-GJS
Durch Legieren mit Silicium wird bei den
EN-GJS-Werkstoffen eine Steigerung der
Festigkeit über die Mischkristallhärtung
des Ferrits und nicht mehr über den Anteil
Perlit im Gefüge erreicht. Durch den
steigenden Siliciumgehalt wird auch die
Ausbildung einer carbidfreien Gefügestruktur
gefördert [10], und durch Stabilisierung
des Ferritanteils kann bei hoher
Festigkeit und Härte eine gute Dehnung
erzielt werden [11]. Außerdem werden
durch das homogene Grundgefüge eine
gleichmäßige Härte und damit eine bessere
Bearbeitbarkeit in unterschiedlichen
Wanddickenbereichen erzielt. Dieser Effekt
ist von Vorteil, wenn ein sehr hoher
Zerspanungsaufwand notwendig ist.
Den Einfluss des Si-Gehaltes auf die mechanischen
Eigenschaften und das Verhalten
bei höheren Temperaturen wurde von
W. H. White, L. P. Rice und A. R. Elsea [12]
beschrieben. Für die Untersuchung wurden
10 Kielblöcke mit einem steigenden Siliciumgehalt
von 2,6 bis 5,9 % abgegossen
und die mechanischen Eigenschaften ermittelt.
Von den Autoren wurde für Raumtemperatur
die maximale Zugfestigkeit bei
einem Siliciumgehalt von 5 % festgestellt
(Bild 3). Die Festigkeitswerte durchlaufen
bei etwa 3,5-3,6 % Si ein Minimum, steigen
mit zunehmendem Si-Gehalt wieder an, um
zwischen 5 % und 6 % Si wieder abzufallen.
Die Autoren bezeichnen den Bereich zwischen
4 % und 5 % Si als günstigsten Bereich
mit minimaler Oxidation und mini-
Kohlenstoffgehalt in %
4,5
4,0
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0
0
5 10
15
20
25
Siliciumanteil in %
Bild 9: Projektion der Liquiduslinien und Isothermen des Dreistoffsystems Fe-C-Si auf die
Konzentrationsebene [20].
Temperatur in °C
1180
1170
1160
1150
1140
1130
0
4 8
Siliciumgehalt in %
Bild 10: Vertikalschnitt längs der eutektischen Rinne im System Fe-C-Si, nach [21].
a
b
13.
12.
11.
10.
8.
9.
7.
6.
18.
3.
4.
5.
14.
15.
17. 16.
19.
2.
1.
Brinellhärte 5/750
225
200
175
150
125
100
0
EN-GJS-500-7
3,72 Si
3,27 Si
EN-GJS-400-15
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Messstelle
Bild 11: a) Querschnitt und Härtemessstellen an Lkw-Naben, nach [30]; b) Härteverteilung im Gussstück für EN-GJS-400-15,
EN-GJS-500-7 (3,27 % Si und 3,72 % Si), nach [30].
Giesserei 100 07/2013 35