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Maschinenbau & Zukunft • erneuerbare energie 32 3/2012 Im Laborversuch wurde die Belastbarkeit von Gusswerkstoffen bei sehr tiefen Temperaturen untersucht. Speziell beim Berstdruck – für hydraulische Anwendungen wichtig – konnte auch Gusseisen sehr gute Werte erreichen.
1 2 Theoretische Streckgrenze. Da Gusswerkstoffe mit sinkender Temperatur höhere Werte für die Zugfestigkeit und Streckgrenze aufweisen, konnten für alle untersuchten Temperaturen die selben Streckgrenzenverhältnisse angewandt werden. Der Einsatz von Gusswerkstoffen, zum Beispiel für Hydraulikblöcke, bietet zahlreiche Vorteile. Um die Haltbarkeit muss man sich bei modernen Materialien kaum Sorgen machen. Maschinenbau & Zukunft • erneuerbare energie 0,900 0,800 0,700 0,600 0,500 0,400 0,300 0,200 0,100 0,000 GOP AG C 500 F Produktivität Bruttogewinn Bereit für Offshore Berstdruckversuche mit Gusseisenwerkstoffen Im wachsenden Bereich der Off-Shore-Anwendungen und im maritimen Bereich wächst das Interesse an hochsiliciierten Gusswerkstoffen. Seit langem haben sich unterschiedliche Qualitäten von Gusseisen in der Hydraulik, der Fluidtechnik oder im Maschinenbau bewährt. Mit steigenden Arbeitsdrücken kamen nach GJL-Qualitäten (Grauguss) überwiegend GJS-Werkstoffe (Gusseisen mit Kugelgraphit, auch Sphäroguss genannt) und hier meist EN-GJS-400-15 oder EN-GJS- 400-18 zum Einsatz. Bei deutlich verbesserten Werten für Dehnung, Streckgrenze und Zugfestigkeit werden vom Bearbeiter gegenüber Stählen vor allem die höheren Schnittleistungen sowie bessere Werkzeugstandzeiten bei der sehr aufwendigen Bearbeitung geschätzt. Für Beanspruchungen, denen ein EN-GJS-400 nicht mehr gewachsen ist, kommt seit einigen Jahren die „jüngste Generation“ Gusseisen, hochsiliciierte GJS-Qualitäten, zum Einsatz. Mit mechanischen Eigenschaften, die Stählen keinesfalls nachstehen, zeichnen sich diese rein ferritischen Gusseisen durch hervorragende Bearbeitbarkeit bei minimalem Werkzeugverschleiß aus. Derzeit wächst das Interesse am Einsatz von hochsiliciierten Gusswerkstoffen wie dem Gopag C 500 F von Gontermann-Peipers. Vorschriften und Normen der Klassifizierungsgesellschaften, die nur selten Gusseisenwerkstoffe einbeziehen, sowie fehlende Kenntnisse über moderne Gusswerkstoffe allgemein, stehen einem breiten Einsatz derzeit jedoch noch entgegen. Hinzu kommt, dass noch wenig über das Verhalten der zweiten Generation von Gusseisenwerkstoffen mit Kugelgraphit bei tiefen Temperaturen bekannt ist. Kerbschlagwerte für Gusseisenwerkstoffe Die Kerbschlagarbeit ist ein einfaches Probeverfahren, das vor mehr als 100 Jahren entwickelt wurde. Die Verwendung von kleinen und einfachen Proben und die relativ einfache und schnelle Versuchsdurchführung ermöglichen eine kostengünstige Wertebestimmung. Die EN DIN 156 3 fordert für den Werkstoff GJS-400-18U-LT einen Einzelwert bei -20 °C von 7 J und einen Mittelwert bei drei Prüfungen von 10 J Kerbschlagarbeit bei einer Wandstärke von 60 bis 200 mm als Mindestwerte. Diese Werte sind den meisten Konstrukteuren noch aus Studienzeiten präsent. Stehen sie doch für das weit verbreitete Klischee, welches Gusseisenwerkstoffe generell als sprödes und unter Tief- 20% GJS-400-18U-L T GJS-400-15U HYT 60 80% Kosten 12% 3/2012 33
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