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Gusseisen, Werkstoffbezeichnung

Nach EN 1560 werden Gusseisenwerkstoffe mit Kurznamen gekennzeichnet, die sich aus sechs einzelnen, optionalen Teilen zusammensetzen. Eingeleitet wird ein solcher Kurzname stets mit der Zeichenfolge „EN“ als Kennzeichnung für „Europäische Norm“. Danach folgt „GJ“ als Kennzeichnung für Guss-Eisen. Die weiteren Blöcke geben die Grafit- und Mikro- bzw. Makrostruktur, die chemische Zusammensetzung oder Mindestzugfestigkeit, die Bruchdehnung oder Härte, sowie etwaige Zusatzanforderungen an. Neben den Kurznamen erhalten Gusseisenwerkstoffe nach DIN EN 1560 auch Werkstoffnummern. Diese bestehen aus folgenden Einzelblöcken, die lückenlos aneinandergereiht werden:

• Präambel „EN“ für „Europäische Norm“
• Metallart
• Grafitstruktur
• Hauptmerkmal
• Werkstoffkennziffer gemäß Norm
• Besondere Werkstoffanforderungen

Gusseisen mit Vermiculargrafit

Bei diesem Werkstoff sind die Grafitabscheidungen nicht blattförmig wie beim Lamellengrafit sondern weisen eine wurmähnliche Form auf, was zur Namensgebung führte. Aus dieser Gefügestruktur resultiert eine höhere Festigkeit des Werkstoffes, ohne die Wärmeleitfähigkeit zu beeinträchtigen. Daher wird dieser Werkstoff insbesondere für stark wärmebeanspruchte Bauteile verwendet, beispielsweise Zylinderblöcke.

Gusseisen mit Lamellengrafit

Der hohe Siliziumgehalt in Gusseisen-Werkstoffen sorgt dafür, dass bis auf einen Anteil von 0,8% der restliche Kohlenstoff sich als Grafit abscheidet, statt sich fein im Gefüge zu verteilen. Daher kommt es zur Bildung von Lamellen aus Grafit an den Korngrenzen des Ferrit-Perlitgefüges. Diese mikroskopisch kleinen schwarzen Einlagerungen lassen den Werkstoff an Bruchflächen grau aussehen, daher nennt man diese Werkstoffe auch Grauguss. Das Lamellengrafit ist entscheidend für die Werkstoffeigenschaften wie gute Gleiteigenschaften und Zerspanbarkeit. Der hohe Kohlenstoffgehalt von bis zu 3,6% sorgt neben einer hohen Schwingungsdämpfung auch für eine gute Vergießbarkeit, so dass sich aus diesem Werkstoff auch komplexe Werkstücke gießen lassen. Dem gegenüber stehen aber auch Nachteile: Die Grafitlamellen wirken wie zahlreiche kleine Kerben, wodurch sich die Bruchdehnung und Zugfestigkeit stark reduzieren. Trotzdem ist dieser Werkstoff dank seiner preiswerten Herstellung einer der häufigsten Gusswerkstoffe.

Gusseisen mit Kugelgrafit

Im Gegensatz zum Gusseisen mit Lamellengrafit (siehe dort) ist bei dieser Gusseisensorte das Grafit nicht als Lamelle entlang der Korngrenzen abgeschieden sondern liegt in kugelartiger Form vor, während das Gefüge selbst ähnliche Eigenschaften wie das von Stahl aufweist. Diese spezielle Kombination weist die positiven Eigenschaften von Gusseisen auf (leichte Vergießbarkeit, etc.), besitzt aber eine deutlich höhere Festigkeit und Bruchdehnung. Dies kommt dadurch zustande, dass die Kerbwirkung der Grafitabscheidungen durch ihre Kugelform deutlich reduziert wird. Durch Wärmebehandlung lassen sich die Werkstoffeigenschaften noch weiter verbessern und etwa eine höhere Bruchdehnung oder höhere Festigkeit erzielen. Auch das Härten der Randschicht für stark beanspruchte Bauteile ist möglich.