Alles, was Sie über Gusseisen wissen müssen

In diesem Artikel lernen Sie die Definition, Anwendungen, Eigenschaften, Zusammensetzung und Arten von Gusseisen kennen. Außerdem lernen Sie die Vor- und Nachteile von Gusseisen kennen.

Was ist Gusseisen?

Gusseisen ist eine Gruppe von Kohlenstofflegierungen, die 2 bis 4 % Kohlenstoff und eine unterschiedliche Menge an Siliziumdioxid und Mangan enthält. Es enthält auch Verunreinigungen wie Phosphor und Schwefel. Es wird durch Reduktion von Eisenerz in einem Hochofen hergestellt und sein Hauptmaterial ist Roheisen, das aus geschmolzenem Eisenerz in einem Ofen hergestellt wird. Dieses Eisen wird direkt aus geschmolzenem Roheisen oder durch Umschmelzen von Roheisen hergestellt, oft zusammen mit erheblichen Mengen an Eisen, Kalkstein, Stahl oder Koks.

Es kann in einem speziellen Hochofen namens Cupola geschmolzen werden, aber es wird häufiger in elektrischen Induktionsöfen oder Elektrolichtbogenöfen geschmolzen.

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Wie bereits erwähnt, wird Gusseisen aus Roheisen, Kalkstein und Koks hergestellt. Der Herstellungsprozess erfolgt in einem Kupolofen durch Umschmelzen dieser drei Materialien. Der Kupolofen entspricht in etwa dem Hochofen. Es ist zylindrisch geformt und hat einen Durchmesser von etwa 1m und eine Höhe von etwa 5m. Die Materialien werden von oben in den Ofen gegossen und dann erhitzt. An diesem Punkt werden Verunreinigungen des Roheisens bis zu einem gewissen Grad durch Oxidation entfernt, wodurch das geschmolzene Eisen entsteht. Die Schlacke wird dann in regelmäßigen Abständen von der Oberseite des geschmolzenen Eisens entfernt. Das geschmolzene Eisen wird dann in eine Form gegossen, um die erforderlichen Formen zu bilden.

Anwendungen von Gusseisen

Die Anwendungen von Gusseisen sind in der Welt des Maschinenbaus, wie Maschinenbau, Baustellen, Holzwerkstätten usw., üblich. Die folgenden Erläuterungen sind Anwendungen von Gusseisen.

Eine seiner Anwendungen ist der Zierguss wie Tore, Laternenpfähle, Halterungen, eine Eisensäule für kleine Abdeckungen.

Es wird als Kompressionselement verwendet

Zu den Anwendungen gehören die Herstellung von Zisternen, Wasserleitungen, Gasleitungen, Abwasserkanälen, Sanitärarmaturen und Schachtabdeckungen. und

Gusseisen wird zur Herstellung von Schienenketten, Wagenrädern usw. verwendet

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Gebräuchliche Anwendungen von Gusseisenarten sind:

• Grauguss ist in der Lage, Verschleiß zu widerstehen, weshalb er zur Herstellung von Motorblöcken und Zylinderköpfen, Krümmern, Gasbrenner-Zahnradrohlingen, Einfassungen und Gehäusen verwendet wird.
• Weißes Gusseisen ist aufgrund des bei seiner Herstellung verwendeten Kühlverfahrens ein sprödes Material. Aus diesem Grund wird weißes Gusseisen für Anwendungen verwendet, die verschleißfest und abriebfest sein müssen, wie z. B. Strahldüsen, Mühlenauskleidungen, Eisenbahnbremsbacken, Walzwerkwalzen, Schlammpumpengehäuse und Brecher.
• Die Anwendungsmöglichkeiten von Gusseisen mit Kugelgraphit sind so vielfältig, weil es in verschiedene Qualitäten unterteilt werden kann. Das Material kann leicht bearbeitet werden, hat eine gute Ermüdungs- und Streckgrenze und auch eine gute Verschleißfestigkeit. Es wird zur Herstellung von Achsschenkeln, Kurbelwellen, Hochleistungsgetrieben, Fahrzeugaufhängungskomponenten, Hydraulikkomponenten und Automobiltürscharnieren verwendet.
• Schließlich gibt es auch bei Temperguss unterschiedliche Qualitäten. Es hat die Fähigkeit, Schmiermittel, nicht abrasive Verschleißpartikel und die poröse Oberfläche, die andere abrasive Partikel einfängt, zurückzuhalten und zu speichern. Aus diesem Grund wird Temperguss für hochbelastbare Lagerflächen, Ketten, Kettenräder, Pleuel, Antriebsstrang- und Achskomponenten sowie Schienenfahrzeuge verwendet.

Mechanische Eigenschaften von Gusseisen

Nachstehend die mechanischen Eigenschaften von Gusseisen:

Härte – Widerstandsfähigkeit des Materials gegen Abrieb und Eindrücke

Zähigkeit – die Fähigkeit des Materials, Energie zu absorbieren

Dehnbarkeit – die Fähigkeit des Materials, sich ohne Bruch zu verformen

Elastizität – die Fähigkeit des Materials, seine ursprünglichen Abmessungen wieder anzunehmen, nachdem es verformt wurde

Formbarkeit – die Fähigkeit des Materials, sich unter Druck zu verformen, ohne zu reißen

Zugfestigkeit – die größte Längsspannung, die ein Material ertragen kann, ohne zu zerreißen

Ermüdungsfestigkeit – die höchste Belastung, der ein Material für eine bestimmte Anzahl von Zyklen standhalten kann, ohne zu brechen.

Andere Legierungselemente werden hinzugefügt, um Folgendes herzustellen:

• Mangan :Erhöht die Verschleiß- und Abriebfestigkeit
• Chrom :Erhöht Härtbarkeit, Verschleißfestigkeit, Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit
• Nickel :Erhöht die Zugfestigkeit
• Wolfram :Erhöht die Warmhärte und Warmfestigkeit
• Molybdän :Erhöht die Härtbarkeit
• Vanadium :Erhöht die Härtbarkeit und Warmhärte
• Silizium :Erhöht die Härtbarkeit und den elektrischen Widerstand
• Aluminium :Wirkt als Desoxidationsmittel in Stahl
• Titan :Wirkt als Desoxidationsmittel in Stahl
• Niob :Es verringert die Härtbarkeit und erhöht die Duktilität, was zu einer erhöhten Schlagzähigkeit führt
• Kobalt :Verringert die Härtbarkeit und widersteht dem Erweichen bei erhöhten Temperaturen

Gusseisenarten

Nachfolgend sind die verschiedenen Arten von Gusseisen aufgeführt:

Grauguss:

Diese Gusseisensorten haben ein gräuliches Aussehen, verursacht durch ihre graphitische Mikrostruktur, die zu Farbbrüchen führt. Es hat eine geringere Zugfestigkeit und Beständigkeit als Stahl und seine Druckfestigkeit ist vergleichbar mit Stahl mit niedrigem und mittlerem Kohlenstoffgehalt. Diese basieren auf der Größe und Form der in der Mikrostruktur des Gusseisens vorhandenen Graphitflocken.

Weißes Eisen:

Weißes Eisen zeigt weiße gebrochene Oberflächen, weil es ein Eisenkarbid enthält, das „Zementit“ genannt wird. Aufgrund des geringen Siliziumgehalts und der schnelleren Abkühlgeschwindigkeit. Kohlenstoff in weißem Gusseisen scheidet sich aus und lässt es als Zementit in der metastabilen Phase, fe3c, anstelle von Graphit schmelzen. Der Zementit fällt als relativ große Partikel aus der Schmelze aus. Wenn das Eisenkarbid ausfällt, entzieht es der ursprünglichen Schmelze Kohlenstoff und verschiebt die Mischung in Richtung einer Mischung, die näher am Eutektikum liegt, und die verbleibende Phase ist der niedrigere Eisen-Kohlenstoff-Austenit (der sich beim Abkühlen in Martensit umwandeln könnte).>

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Formbares Eisen:

Der Tempergussprozess beginnt mit Weißguss, der auf etwa 950°C (1.740°F) erhitzt und dann für ein oder zwei Tage abgekühlt wird. Der Kohlenstoff in Eisencarbid ändert sich dann zu Graphit und Ferrit plus Kohlenstoff (Austenit). Der langsame Prozess ermöglicht es der Oberflächenspannung, den Graphit zu kugelförmigen Partikeln anstatt zu Flocken zu formen.

Sphäroguss:

Diese Gusseisensorten werden auch als Sphäroguss oder Sphäroguss bezeichnet. Es wurde 1948 entwickelt. Duktile Gusseisensorten haben Graphit in Form von sehr kleinen Knötchen, wobei der Graphit in Form von konzentrischen Schichten den Knötchen bildet. Die Eigenschaften dieses duktilen Eisens sind dieser schwammige Stahl mit dem Spannungskonzentrationseffekt, den Graphitflocken erzeugen würden – winzige Mengen von 0,02 bis 0,1 % Magnesium und nur 0,02 bis 0,4 % Cer, die diesen Legierungen zugesetzt werden, verlangsamen das Wachstum von Graphitausscheidungen durch Bindung bis zu den Rändern der Graphitflächen.

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Vor- und Nachteile von Gusseisen

Vorteile:

Nachfolgend sind die Vorteile von Gusseisen in seinen verschiedenen Anwendungen aufgeführt:

• gute Wurfeigenschaften.
• in großen Mengen verfügbar.
• geringe Materialkosten
• gute Zerspanbarkeit für Grauguss.
• gute Sensibilität.
• hervorragende Verschleißfestigkeit.
• konstante mechanische Eigenschaften zwischen 20 und 350 Grad Celsius.
• hohe Haltbarkeit.
• Verformungsbeständigkeit.

Nachteile:

Trotz der guten Vorteile dieses Materials treten immer noch einige Einschränkungen auf. Nachfolgend sind die Nachteile von Gusseisen in seinen verschiedenen Anwendungen aufgeführt:

• schlechte Zugfestigkeit.
• anfällig für Rost.
• Die Materialien sind aufgrund der langsamen Abkühlung dicker Schnitte schnittempfindlich.
• hohe Sprödigkeit
• Weißes Gusseisen kann nicht bearbeitet werden.
• keine Darstellung der Streckgrenze.

Das ist alles für diesen Artikel, in dem die Definition, Anwendungen, Eigenschaften, Zusammensetzung und Arten von Gusseisen besprochen werden. Außerdem haben Sie die Vor- und Nachteile von Gusseisen kennengelernt. Ich hoffe, Sie bekommen genug von diesem Beitrag, wenn ja, teilen Sie ihn bitte mit anderen Studenten. Danke fürs Lesen, bis zum nächsten Mal!