Wachsen

Metallurgy
1. Wachsen der Kristalle bei der Kristallisation, (Kristallisation, Kristallisationsgeschwindigkeit).

2. Wachsen des Gusseisens: Volumenzunahme durch Phasenumwandlung, hervorgerufen durch Zerfall des primären oder perlitischen Zementits in Graphit und Austenit beziehungsweise Ferrit, sowie durch innere Oxidation der Gefügebestandteile. Graphit und Austenit beziehungsweise Ferrit besitzen ein größeres spezifisches Volumen als Zementit, ebenso hat Eisenoxid ein größeres Volumen als Eisen.

Gusseisen mit Kugelgraphit ist gegen innere Oxidation (auch Verzunderung) weitgehend immun, wenn nicht Oberflächenfehler wie Haarrisse, Poren und Schlackeneinschlüsse als auslösende Faktoren wirken. Ein völlig perlitisches GJS kann durch den Zerfall des Perlits um 0,4 bis 0,5 % linear wachsen. Bei größeren Anteilen an freiem Zementit ist die Volumenzunahme entsprechend höher, bei geringeren Perlitgehalten niedriger.

Der Perlitzerfall und damit das Wachsen beginnt bei Einsatztemperaturen um 450 °C und schreitet mit steigender Temperatur schneller voran. Nach 64 Wochen bei 450 °C wiesen zum Beispiel perlitische Proben ein Längenwachstum von 0,05 bis 0,1 % auf. Bei Gusseisen mit Lamellengraphit kann bei Temperaturbelastung/Temperaturwechselbeanspruchung die Oxidation entlang der Graphitlamellen fortschreiten und zu einem starken Wachsen führen, die in der Folge die Bildung von Brandrissen verursacht. Ein Perlitzerfall ist bei dieser Beanspruchung meist mit gegeben und ergänzt den Wachstumsprozess.

Der Perlitzerfall kann durch niedrige Silizium- und Kohlenstoffgehalte verlangsamt werden, bei Einsatztemperaturen bis 500 °C insbesondere durch das stark perlitstabilisierende Zinn. Oberhalb dieser Temperatur ist der Perlitzerfall nicht aufzuhalten, sodass für Einsatzfälle oberhalb dieser Temperaturen nur ferritische oder austenitische Sorten zielführend sind.

Innere Oxidation im Gusseisengefüge: Oxidsäume an den Graphitlamellen (V = 200 : 1)© GIESSEREI LEXIKON

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