Grauguss verstehen: Eigenschaften, Herstellung und Automobilanwendungen

Was ist Grauguss?

Grauguss ist eine Art Eisenguss, der aus Graphitlamellen in den Graphitbrüchen besteht. Der Name Grauguss leitet sich aus der Mikrostruktur des Graphitgusses ab, da die Lamellen grau erscheinen, was zum Namen Grauguss führt.

Grauguss ist eine Legierung aus Kohlenstoff, Silicium, Mangan, Schwefel und Phosphor. Da er leicht gießbar ist, wird Grauguss weit in der Herstellung von Zubehör und Komponenten von Autos, LKWs und Traktoren etc. verwendet.

Grauguss entsteht, wenn die Schmelzmaterialien in Formen gegossen und dann abgekühlt werden, bis sie erstarren. Die Eigenschaften des Graugusses sowie anderer Eisengussarten variieren je nach Anteil jedes Materials, das abgekühlt und erstarrt ist.

Zusätzlich können die Eigenschaften des Graugusses auch durch Form und Größe der Graphitlamellen beeinflusst werden, was zu Variationen der daraus hergestellten Produkte führt. Darüber hinaus gibt es weitere Eigenschaften, die Grauguss für bestimmte spezifische Anwendungen geeignet machen, die in den folgenden Abschnitten besprochen werden.

Welche Eigenschaften hat Grauguss?

● Günstig

Bei großen Bearbeitungsarbeiten sind Kosten und Vielseitigkeit der verwendeten Materialien definitiv das, was Hersteller berücksichtigen würden.

Grauguss ist der günstigste unter allen Eisengüssen, und die vielseitigen Anwendungen sowie die leicht verfügbaren Eigenschaften machen Grauguss in der Eisengießerei für Hersteller beliebt.

● Zugfestigkeit

Grauguss hat geringere Zugfestigkeit als die meisten anderen Gussarten. In einigen Fällen hat Grauguss jedoch die Fähigkeit zu starker Verformungswiderstand, was ihn befähigt, großen Spannungen beim Dehnen oder Ziehen standzuhalten, bevor er versagt oder bricht.

● Streckgrenze

Die Streckgrenze des Graugusses, also die Spannung, die der Grauguss tolerieren kann, bevor bleibende Verformung eintritt oder der Punkt erreicht ist, an dem er nicht mehr in seine ursprünglichen Abmessungen zurückkehren kann, ist meist ebenfalls geringer als bei anderen Gussarten.

● Sprödigkeit

Grauguss ist eines der spröden Materialien, was bedeutet, dass er unter geringerer Zugfestigkeit leicht bricht. Mit anderen Worten: Bevor Grauguss bricht, nimmt er weniger Energie auf als Materialien mit höherer Duktilität.

● Schwingungsdämpfung

Grauguss dämpft Schwingungen gut, die beim Betrieb der daraus hergestellten Produkte entstehen, was ihn perfekt für die Herstellung von Zubehör und Komponenten der Automobilindustrie macht.

● Wärmeleitfähigkeit

Die hohe Wärmeleitfähigkeit ist eine praktische Eigenschaft des Graugusses, da er Wärme leicht durch das Metall leitet, was zu einem breiten Anwendungsspektrum in industriellen Bereichen führt.

● Beständigkeit gegen Thermischzyklen

Thermischzyklen sind der Prozess, bei dem ein Material wiederholt warm und kalt wird. Einige Materialien können die Belastung durch Thermischzyklen kaum ertragen, was zu vorzeitigem Versagen während der Bearbeitung führt.

Grauguss jedoch ist in der Lage, die durch Thermischzyklen gegebene Belastung gut zu ertragen und lässt die Bearbeitung von Werkstücken aus Grauguss reibungslos verlaufen, ohne leicht zu versagen.

● Oxidationsbeständigkeit

Grauguss schneidet auch bei Oxidationsbeständigkeit gut ab, die durch die Interaktion von Sauerstoff und Eisen verursacht wird. Die Interaktion zwischen Sauerstoff und Eisen kann Rost auf den Oberflächen eines Zubehörs oder einer Komponente verursachen und Maschinen oder andere aus Eisen gefertigte Produkte beschädigen oder zerstören.

Durch Verwendung von Grauguss bei der Herstellung von Produkten kann Korrosion leichter verhindert werden, da er eine hohe Rostschutzfähigkeit besitzt – ein weiteres attraktives Merkmal des Graugusses.

Wo kann Grauguss angewendet werden?

Da Grauguss preisgünstig ist, Schwingungen und Thermischzyklen standhält, wenn die daraus hergestellten Produkte betrieben werden, und die Wärmeleitfähigkeit höher ist als bei anderen Eisengüssen, wird Grauguss für ein breites Anwendungsspektrum eingesetzt.

Für die Schwingungsdämpfung kann er in Fahrwerkskomponenten, Lenkkopfen, Traktorteilen, LKW-Fahrwerkskomponenten, anderen LKW-Teilen oder Maschinenbasen verwendet werden.

Für die hohe Wärmeleitfähigkeit und die Fähigkeit, Thermischzyklen zu widerstehen, eignet sich Grauguss auch für Ofenteile und Windkraftanlagen-Gehäuse.

Zusätzlich hat Grauguss eine hohe Rostschutzfähigkeit, was Korrosion weniger wahrscheinlich macht, wenn Sauerstoff und Eisen in Kontakt kommen, wie im Wasser. Daher wird Grauguss auch für die Herstellung von Hydraulikkomponenten, Pumpen, Ventilen, Gewichten und Gegengewichten sowie Kolbenringen eingesetzt.

Grauguss vs. Kugelgraphitguss (Nodularer Guss)

Unter allen Eisengussarten wird neben Grauguss auch Kugelgraphitguss (nodularer Guss) heutzutage in Bearbeitungsarbeiten oder der Herstellung anderer Produkte häufig verwendet.

Beide Typen bestehen aus Graphitlegierungen, aber es gibt Variationen zwischen ihnen, die sie für unterschiedliche Anwendungen in industriellen Bereichen geeignet machen, einschließlich Struktur, Zugfestigkeit und Streckgrenze.

● Struktur

Wie erwähnt, besteht Grauguss aus der Legierung von Graphitlamellen, was das graue Erscheinungsbild und andere physikalische Eigenschaften des Graugusses bewirkt.

Kugelgraphitguss ist ebenfalls eine Graphitlegierung, während die Struktur in Kugelform statt Lamellen vorliegt. Dies ist der größte Unterschied im Erscheinungsbild von Grauguss und Kugelgraphitguss.

Aufgrund des Strukturunterschieds zwischen Grauguss und Kugelgraphitguss wären Eigenschaften wie Zugfestigkeit und Streckgrenze entsprechend unterschiedlich, da ein kugelförmiges Objekt in mehreren Perspektiven flexibler wäre als ein lamellenförmiges.

● Zugfestigkeit

Zugfestigkeit bedeutet die maximale Zugspannung, die das Material beim Formen aushalten kann, bevor Versagen wie Rissbildung oder Bruch eintritt.

Kugelgraphitguss übertrifft Grauguss in dieser Eigenschaft, da er bessere Zugfestigkeit besitzt. Die maximale Zugfestigkeit von Kugelgraphitguss beträgt 620 MPa (90.000 psi), während Grauguss maximal 240 MPa (35.000 psi) erreicht. Daher kann Kugelgraphitguss Bearbeitungsarbeiten länger durchhalten als Grauguss.

● Streckgrenze

Die Streckgrenze, also die Spannung, die Kugelgraphitguss aushalten kann, bevor bleibende Verformung eintritt oder die Fähigkeit zum Zurückkehren in die ursprünglichen Abmessungen verloren geht, beträgt bis zu 275 MPa (40.000 psi) und ist somit auch besser als bei Grauguss.