Gusseisen:Typen, Zusammensetzungsmaterial, Auswirkungen von Verunreinigungen (PDF)

In diesem Artikel erfahren Sie, was Gusseisen ist ? und verschiedene Gusseisensorten mit ihrer Zusammensetzung erklärt , Bewerbung , Vorteile und Nachteile .

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Gusseisen

Das Gusseisen wird durch Umschmelzen von Roheisen und Koks und Kalkstein in einem als Kupolofen bezeichneten Ofen gewonnen. Es ist eine Legierung aus Eisen und Kohlenstoff. Die Kohlenstoffgehalte in Gusseisen variieren von 1,7 % bis 4,5 %. Außerdem enthält es eine sehr geringe Menge an Silizium, Schwefel, Mangan und Phosphor.

Kohlenstoff ist in den folgenden zwei Formen vorhanden:

1. Freier Kohlenstoff oder Graphit
2. Kombinierter Kohlenstoff oder Zementit

Im Folgenden sind die wichtigen Eigenschaften von Gusseisen aufgeführt was es zu einem wertvollen Material für technische Zwecke macht.

1. Geringe Kosten.
2. Gute Wurfeigenschaften.
3. Hohe Druckfestigkeit.
4. Verschleißfestigkeit.
5. Hervorragende Bearbeitbarkeit.

Die Druckfestigkeit des Gusseisens ist größer als die Zugfestigkeit.

Nachfolgend sind die Werte der Endfestigkeiten von Gusseisen. aufgeführt

1. Zugfestigkeit – 100 bis 200 N/mm2
2. Druck – 400 bis 100 N/mm2
3. Scheren – 120 N/mm2

Arten von Gusseisen

Im Folgenden sind Arten von Gusseisen aufgeführt, die für technische Zwecke verwendet werden:

1. Grauguss
2. Weißes Gusseisen
3. Hartguss
4. Gesprenkeltes Gusseisen
5. Temperguss
6. Sphäroguss
7. Legiertes Gusseisen

Grauguss

Grauguss ist handelsübliches Eisen hat folgende Zusammensetzungen:

Es besteht aus Kohlenstoff – 3 bis 3,5 %, Silizium – 1 bis 2,75 %, Mangan – 0,40 bis 1 %, Phosphor – 0,15 bis 1 %, Schwefel – 0,02 bis 0,15 % und der Rest ist Eisen.

Die graue Farbe ist darauf zurückzuführen, dass Kohlenstoff als freier Graphit vorliegt. Grauguss kann leicht bearbeitet werden, da er eine hohe Druckfestigkeit, eine geringe Zugfestigkeit und keine Duktilität aufweist.

Eine gute Eigenschaft von Grauguss ist, dass freier Graphit in seiner Struktur als Schmiermittel wirkt. Aus diesem Grund eignet es sich hervorragend für Teile, bei denen ein Gleitverhalten erwünscht ist.

Die Gussteile aus Grauguss werden in großem Umfang für Werkzeugmaschinenkörper, Rohre und Rohrverbindungsstücke, Zylinderblöcke für Kraftfahrzeuge und landwirtschaftliche Geräte verwendet.

Zusammensetzung Grauguss:Gussqualität – PDF

Weißes Gusseisen

Weißes Gusseisen zeigt einen weißen Bruch und hat die folgenden relativen Zusammensetzungen :

Es besteht aus Kohlenstoff – 1,75 bis 2,3 %, Silizium – 0,85 bis 1,2 %, Mangan – 0,10 bis 0,40 %, Phosphor – 0,05 bis 0,20 %, Schwefel – 0,12 bis 0,35 %

Da der Kohlenstoff in Form von Zementit in Metallen vorliegt, tritt die weiße Farbe auf. Zementit ist das härteste Element von Eisen und bewirkt eine schnelle Abkühlung des geschmolzenen Eisens. Das weiße Gusseisen hat eine hohe Zug- und eine geringe Druckfestigkeit und kann daher nicht bearbeitet werden.

Es wird für minderwertige Gussteile und Stellen verwendet, an denen eine harte Beschichtung erforderlich ist, wie die Außenfläche von Autorädern. Bei der Herstellung von Temperguss und Schmiedeeisen wird das weiße Gusseisen ebenfalls als Rohstoff verwendet.

Hartguss

Es ist weißes Gusseisen, das durch schnelles Abkühlen von geschmolzenem Eisen hergestellt wird. Das schnelle Abkühlen wird allgemein als Abkühlen bezeichnet und das so hergestellte Eisen wird als gekühltes Eisen bezeichnet. Alle Gießformen haben Kontakt mit flüssigem Eisen mit kühlem Sand auf ihrer Außenhaut. Aber bei den meisten Gussteilen dringt diese Härte bis zu einer sehr geringen Tiefe (weniger als mm) ein.

Manchmal wird das Gießen absichtlich gekühlt und manchmal wird es versehentlich zu einer beträchtlichen Tiefe gekühlt. Die absichtliche Kühlung erfolgt durch Einlegen von Eisen- oder Stahleinsätzen in die Form. Wenn das geschmolzene Metall mit der Kokille in Kontakt kommt, wird seine Wärme schnell abgeleitet und die harte Oberfläche gebildet.

Kühler werden auf jeder Seite des Gussstücks verwendet, die Verschleiß und Reibung widerstehen muss. Das Verfahren des Abschreckens wird beim Gießen von Walzen zum Zerkleinern von Getreide und Backenbrecherplatten verwendet. Die Lauffläche der Räder von Schienenfahrzeugen wird ebenfalls gekühlt.

Gesprenkeltes Gusseisen

Es ist ein Produkt zwischen Grauguss und Weißguss in Zusammensetzung, Farbe und Eigenschaften. Es wird beim Gießen erhalten, wo bestimmte Verschleißflächen gekühlt wurden.

Temperguss

Der Temperguss wird aus weißem Gusseisen durch ein geeignetes Wärmebehandlungsverfahren (d. h. Glühen) erhalten. Der Glühprozess trennt den gebundenen Kohlenstoff des weißen Gusseisens in Knötchen aus freiem Graphit.

Das schmiedbare Gusseisen ist duktil und kann gebogen werden, ohne dass der Abschnitt bricht oder bricht. Seine Zugfestigkeit ist höher als bei Grauguss und hat hervorragende Bearbeitungseigenschaften.

Es wird verwendet, um Maschinenteile herzustellen, für die Stahlschmiedeteile teuer sind und ein angemessenes Maß an Metallgenauigkeit aufweisen müssen.

Beispiel:Naben von Waggonrädern, kleine Beschläge für Schienenfahrzeuge, Bremsstützen, Teile von Landmaschinen, Rohrbeschläge, Türscharniere, Schlösser usw.

Sphäroguss

Es ist auch als duktiles Gusseisen, Gusseisen mit Kugelgraphit (d. h. S.G.) oder hochfestes Gusseisen bekannt. Das Sphäroguss wird durch Zugabe von Magnesium zur Gusseisenschmelze hergestellt. Magnesium wandelt Graphit von Gusseisen in eine Flockenform in Kugel- oder Kugelform um.

Dadurch werden die mechanischen Eigenschaften erheblich verbessert. Sphäroguss verhält sich wie Stahl. Es wird normalerweise für druckfestes Gießen, Hydraulikzylinder, Zylinderköpfe, Walzen für Walzwerke und Schleudergussprodukte verwendet.

Legiertes Gusseisen

Das oben diskutierte Gusseisen wird als glattes Gusseisen bezeichnet. Die Legierung Gusseisen wird durch Zugabe von Elementen wie Nickel, Chrom, Molybdän, Kupfer, Silizium und Mangan hergestellt.

Diese Legierungen verleihen eine größere Festigkeit und führen zu verbesserten Elementeigenschaften.

Die Legierung Gusseisen hat,

1. Kohlenstoff – 0,02 %
2. Silizium – 0,15 %
3. Mangan – 0,03 %
4. Phosphor – 0,12 %
5. Schwefel – 0,02 %
6. Schlacke – 3 % (nach Gewicht) und der Rest ist Eisen.

Einfluss von Verunreinigungen auf Gusseisen

Wir haben besprochen, dass Gusseisen geringe Anteile an Silizium, Schwefel, Mangan und Phosphor enthält. Die Auswirkung dieser Verunreinigungen auf Gusseisen ist wie folgt:

1. Silizium
2. Schwefel
3. Mangan
4. Phosphor

Silizium

Es ist in Gusseisen bis zu 4% enthalten. Silizium sorgt für die Bildung von freiem Graphit, der das Eisen weich und leicht bearbeitbar macht. Silizium erzeugt aufgrund seiner hohen Affinität zu Sauerstoff einen einwandfreien Guss ohne Lunker im Material.

Schwefel

Es macht das Gusseisen hart und spröde. Da zu viel Schwefel zu unsauberen Gussteilen führt, sollte er daher für die meisten Gießereizwecke deutlich unter 0,1 % gehalten werden.

Mangan

Mangan macht das Gusseisen weiß und hart. Er wird oft unter 0,75 % gehalten. Dies hilft, den Einfluss auf die schädliche Wirkung von Schwefel zu kontrollieren.

Phosphor

Es unterstützt die Schmelzbarkeit und Fließfähigkeit von Gusseisen, verursacht jedoch Sprödigkeit. Selten darf er 1 % überschreiten. Phosphorhaltige Eisen sind nützliche Gussteile für kompliziertes Design und für viele leichte technische Gussteile, wenn es auf Billigkeit ankommt.

Eigenschaften

Im Folgenden sind die Eigenschaften von Gusseisen aufgeführt:

1. Gusseisen hat eine gute Korrosionsbeständigkeit, sodass es für wasserführende Rohre usw. verwendet werden kann
2. Es wird nicht von einem Magneten angezogen.
3. Der Schmelzpunkt liegt bei etwa 1250 ºC.
4. Es hat ein spezifisches Gewicht von 7,5.
5. Gusseisen hat eine Zugfestigkeit von etwa 150 N/mm ² und die Druckfestigkeit beträgt etwa 600 N/mm ² . Daher ist es gut bei der Komprimierung.
6. Es wird weich, wenn es in Salzwasser aufbewahrt wird, und schrumpft, wenn es abgekühlt wird.
7. Gusseisen ist aufgrund mangelnder Plastizität möglicherweise nicht für Schmiedearbeiten geeignet.

Vorteile von Gusseisen

1. Es hat eine gute Bearbeitbarkeit und gute Gießeigenschaften.
2. Gusseisen hat eine gute Verschleißfestigkeit sowie eine gute Vibrationsdämpfung.
3. Es hält höheren Belastungen stand und hat eine gute Korrosionsbeständigkeit.
4. Gusseisen hat eine geringe Zugfestigkeit und Dehnungseigenschaften.
5. Ihm können beliebige komplizierte Formen und Größen gegeben werden, ohne dass teure Bearbeitungsvorgänge erforderlich sind.
6. Gusseisen ist kostengünstig erhältlich und hat eine geringe Haltbarkeit.

Nachteile von Gusseisen

1. Gusseisen hat eine schlechte Zugfestigkeit.
2. Gusseisenteile sind aufgrund der langsamen Abkühlung dicker Abschnitte schnittempfindlich.
3. Das Versagen seiner Teile ist plötzlich und vollständig, es spiegelt nicht die Streckgrenze wider.
4. Im Vergleich zu Stahl hat es eine schlechte Bearbeitbarkeit
5. Gusseisen hat eine hohe Sprödigkeit.

Anwendungen von Gusseisen

1. Es wird zur Herstellung von Rohren und zum Transport geeigneter Flüssigkeiten verwendet.
2. Das Gusseisen, das zur Herstellung verschiedener Maschinen verwendet wird.
3. Wird zur Herstellung von Autoteilen verwendet.
4. Um den Anker für Schiffe zu bauen, wird Gusseisen verwendet.
5. Gusseisen wird auch zur Herstellung von Kochgeräten wie Töpfen, Pfannen und Utensilien verwendet.

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