17.03.2016 | Ausgabe 3/2016

Legiertes Gusseisen – Teil 21

F3 Gefügeänderungen unterhalb von 500 °C

Abhängigkeit des Kohlenstoffgehalts im Austenit von der Austenitisierungstemperatur und der Austenitisierungsdauer (Haltezeit auf der jeweiligen Temperatur) für ferritisches und perlitisches Gusseisen mit Kugelgraphit (3,26 % C, 2,64 % Si, 0,42 % Mn) (Bildquelle: Klaus Röhrig)

Im Temperaturbereich unterhalb der eutektoiden Umwandlung kann es zu einer Reihe von Gefügeänderungen in Form von Aushärtung und Versprödung, Zementitzerfall und vor allem Bildung von Vergütungsgefügen aus unterkühltem Austenit kommen. Die Umwandlung des unterkühltem Austenits ist die Grundlage des Härtens und Vergütens und vor allem der Herstellung von ausferritischen Gusseisen.

Die Eigenschaften von ausferritischem Gusseisen hängen in starkem Maße vom Gehalt an stabilem Austenit ab. Der relativ weiche aber zähe Austenit sorgt für eine hohe Duktilität, hat aber nur eine geringe Härte und Festigkeit. Dadurch lässt sich eine bestimmte Eigenschaft, zum Beispiel die Zähigkeit, über den Austenitgehalt mit der Haltezeit und der Umwandlungstemperatur korrelieren. Hinzu kommt als sekundärer Einfluss noch die Feinheit des Ausferrits. Er ist bei niedriger Umwandlungstemperatur feiner. Bild F3 27 zeigt ein Beispiel für die Abhängigkeit der Zähigkeit von diesen beiden Prozessparametern bei einem niedrig legierten Gusseisen mit Kugelgraphit. Die Höhenlinien der Zähigkeit lassen deutlich einen relativ kleinen Bereich erkennen, in dem die Zähigkeit am höchsten ist. Aus einer solchen Auswertung kann man den Prozessbereich definieren, in dem man die gewünschten Eigenschaften bzw. Eigenschaftskombinationen erreicht. Man spricht hier gewöhnlich von einem Prozessfenster. Dieses kann anhand der mechanischen Eigenschaften, vor allem der Dehnung definiert werden, oder über das Gefüge. Ein Vorschlag [74] hierfür ist ein Gehalt von weniger als 3 % nicht stabilisiertem Austenit, der bei der Abkühlung zu Martensit wird, als Anfang und ein Abfall des maximalen stabilisierten Austenitgehalts um 10 % als das Ende.


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