Gusseisen ist eine Eisen-Kohlenstoff-Legierung mit einem Kohlenstoffgehalt von mehr als 2,11 % (im Allgemeinen 2,5-4 %). Es ist eine Mehrkomponentenlegierung mit Eisen, Kohlenstoff und Silizium als Hauptbestandteilen und enthält mehr Verunreinigungen wie Mangan, Schwefel und Phosphor als Kohlenstoffstahl. Um die mechanischen Eigenschaften oder die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Gusseisen zu verbessern, kann manchmal eine bestimmte Menge an Legierungselementen hinzugefügt werden, um legiertes Gusseisen zu erhalten.
Klassifizierung von Gusseisen:
I. Nach den verschiedenen Formen von Kohlenstoff in Gusseisen kann Gusseisen unterteilt werden in
1. Weißer Gusseisenkohlenstoff, mit Ausnahme einer kleinen Menge gelösten Ferrits, liegt der Rest des Kohlenstoffs in Form von Zementit im Gusseisen vor und sein Bruch ist silberweiß, daher wird es als weißes Gusseisen bezeichnet. Gegenwärtig wird weißes Gusseisen hauptsächlich als Stahlrohstoff und Rohling für die Herstellung von Temperguss verwendet.
2. Grauguss: Kohlenstoff ist in Gusseisen in Form von Flockengraphit in allen oder den meisten Teilen des Gusseisens vorhanden und sein Bruch ist dunkelgrau, weshalb es als Grauguss bezeichnet wird.
3. Ein Teil des Kohlenstoffs in löchrigem Gusseisen liegt in Form von Graphit vor, ähnlich wie bei Grauguss; der andere Teil liegt in Form von freiem Zementit vor, ähnlich wie bei weißem Gusseisen. Im Bruch gibt es schwarze und weiße Löcher, daher spricht man von löchrigem Gusseisen. Diese Art von Gusseisen ist außerdem sehr hart und spröde, weshalb es in der Industrie selten verwendet wird.
2. Nach den verschiedenen Formen von Graphit in Gusseisen kann Gusseisen unterteilt werden in
1. Grauguss Der Graphit im Gusseisen liegt in Flocken vor.
2. Temperguss Der Graphit in Gusseisen liegt in Clustern vor. Er wird durch Glühen von weißem Gusseisen einer bestimmten Zusammensetzung bei hoher Temperatur über einen langen Zeitraum gewonnen. Seine mechanischen Eigenschaften (insbesondere Zähigkeit und Plastizität) sind höher als die von Grauguss, weshalb es üblicherweise als Temperguss bezeichnet wird.
3. Sphäroguss Der Graphit in Gusseisen liegt in Kugelform vor. Er wird nach einer Sphäroidisierungsbehandlung vor dem Gießen von geschmolzenem Eisen erhalten. Diese Art von Gusseisen hat nicht nur bessere mechanische Eigenschaften als Grauguss und Temperguss, und sein Herstellungsprozess ist einfacher als der von Temperguss, sondern kann durch Wärmebehandlung auch weiter verbessert werden. Daher wird seine Anwendung in der Produktion immer umfangreicher.
Verwendung verschiedener Gusseisenarten Weißes Gusseisen
Der Kohlenstoff in weißem Gusseisen liegt vollständig in Form von infiltriertem Kohlenstoff (Fe3c) vor, sodass der Bruch hellweiß ist. Daher wird es als weißes Gusseisen bezeichnet. Aufgrund der großen Menge an hartem und sprödem Fe3c weist weißes Gusseisen eine hohe Härte und Sprödigkeit auf und ist schwer zu verarbeiten. Daher wird es selten direkt in industriellen Anwendungen verwendet und nur für wenige Teile, die Verschleißfestigkeit erfordern und keinen Stößen ausgesetzt sind, wie z. B. Drahtziehwerkzeuge, Kugelmühlenkugeln usw. Die meisten von ihnen werden als Knüppel für die Stahlherstellung und Temperguss verwendet.
Grauguss
Der größte Teil oder der gesamte Kohlenstoff in Gusseisen liegt in Form von freiem Flockengraphit vor. Der Bruch ist grau. Es hat gute Gusseigenschaften, gute Schneideeigenschaften, Reibungsbeständigkeit, gute Verschleißfestigkeit und seine Schmelzbestandteile sind einfach, kostengünstig und werden häufig bei der Herstellung komplexer Gussteile und verschleißfester Teile verwendet. Grauguss wird entsprechend der Matrixstruktur in drei Kategorien unterteilt: Grauguss auf Ferritbasis, Grauguss auf Perlitferritbasis und Grauguss auf Perlitbasis. Da Grauguss Flockengraphit enthält, ist Graphit ein Bestandteil mit geringer Dichte, geringer Festigkeit, geringer Härte und einer Plastizität und Zähigkeit nahe Null. Seine Existenz ist wie eine große Anzahl kleiner Lücken in der Stahlmatrix, was die Lagerfläche verringert und die Rissquelle vergrößert. Daher hat Grauguss eine geringe Festigkeit und schlechte Zähigkeit und kann nicht durch Druck verarbeitet werden. Um seine Leistung zu verbessern, wird dem geschmolzenen Eisen vor dem Gießen eine bestimmte Menge Ferrosilizium, Siliziumkalzium und andere Impfmittel zugesetzt, um die Perlitmatrix zu verfeinern.
Temperguss
Schmiedeeisen wird aus einer Eisen-Kohlenstoff-Legierung mit niedrigem Kohlenstoff- und Siliziumgehalt zu Rohlingen aus weißem Gusseisen geformt und dann einer Langzeitglühbehandlung bei hohen Temperaturen unterzogen, um Zementit in flockigen Graphit zu zersetzen. Schmiedeeisen ist graphitiertes weißes Gusseisen. Schmiedeeisen wird entsprechend der unterschiedlichen Mikrostruktur nach der Wärmebehandlung in zwei Kategorien unterteilt: schwarzherziges Schmiedeeisen und perlitisches Schmiedeeisen. Die Struktur von schwarzherzigem Schmiedeeisen besteht hauptsächlich aus einer Matrix aus Ferrit (F) + flockigem Graphit; die Struktur von perlitischem Schmiedeeisen besteht hauptsächlich aus einer Matrix aus Perlit (P) + flockigem Graphit. Das andere ist weißherziges Schmiedeeisen. Die Struktur von weißherzigem Schmiedeeisen wird durch die Querschnittsgröße bestimmt. Der kleine Querschnitt besteht aus Ferrit, und die Oberfläche des großen Querschnitts besteht aus Ferrit und der Kern besteht aus Perlit und Glühkohle. Der Graphit wird fein und gleichmäßig verteilt. Das Gusseisen, das dieser Impfbehandlung unterzogen wurde, wird als geimpftes Gusseisen bezeichnet.
Sphäroguss
Vor dem Eingießen von geschmolzenem Eisen (Sphäroguss) wird eine bestimmte Menge eines Sphäroidisierungsmittels (üblicherweise werden Ferrosilizium, Magnesium usw. verwendet) hinzugefügt, um den Graphit im Gusseisen zu sphäroidisieren. Da Kohlenstoff (Graphit) in der Gusseisenmatrix in kugelförmiger Form vorliegt, wird seine Schneidwirkung auf die Matrix verbessert und die Zugfestigkeit, Streckgrenze, Plastizität und Schlagzähigkeit von Sphäroguss werden erheblich verbessert. Es hat auch die Vorteile von Verschleißfestigkeit, Stoßdämpfung, guter Prozessleistung und niedrigen Kosten. Es hat mittlerweile Temperguss und einige Teile aus Stahlguss und Schmiedestahl, wie Kurbelwellen, Pleuelstangen, Rollen, Autohinterachsen usw., weitgehend ersetzt.
