Versprödung bei mittlerer Temperatur von hoch-silizium-molybdänhaltigem Gusseisen mit Kugelgraphit, mit Übergangsgraphit und mit Vermikulargraphit

Die Nodularität in Verbindung mit unterschiedlichen Graphitausbildungen in Gusseisen ist typischerweise auf über 80 % für Gusseisen mit Kugelgraphit (SG-Gusseisen), auf unter 30 % für Gusseisen mit Vermikulargraphit (VG-Gusseisen) und für Gusseisen mit Übergangsgraphit (MG-Gusseisen) auf 40 % bis 40 % festgelegt. Alle drei Arten von Gefügen sollen grundsätzlich frei von Lamellengraphit sein. In der Vergangenheit wurde MG-Gusseisen als Schrott behandelt (es war ja weder CG-, noch SG-Gusseisen), aber in letzter Zeit wurde es bewusst für Anwendungen bei höheren Temperaturen entwickelt. Die Nodularität von MG-Gusseisen liegt offenkundig zwischen der Nodularität von CG- und von SG-Gusseisen. Die Versprödung bei Temperaturen zwischen 310°C und 490°C ist seit langem als schädliches Phänomen in ferritischem Gusseisen mit Kugelgraphit bekannt. In der vorliegenden Arbeit wurde ein hoch-silizium-molybdänhaltiges (SiMo) Gusseisen beispielhaft verwendet, um die Einflüsse der Neben-Legierungselemente Magnesium, Schwefel und Cer auf die Versprödung bei mittleren Temperaturen zu untersuchen. Die SG-, MG-, und CG-SiMo-Gusseisen wurden in Bezug auf die Versprödung bei mittlerer Temperatur, die Ermüdung bei geringer Lastspielzahl und die Wärmeermüdungs-Lebensdauer verglichen. Es wurden Verfahren zur Produktion von SiMo-Eisengussteilen entwickelt, die keine Versprödung bei mittlerer Temperatur aufweisen.Einführung
Hoch-silizium-molybdänhaltiges (SiMo) Gusseisen mit einem Siliziumanteil von 4 % bis 5 % (in der vorliegenden Arbeit werden Gew.-% für die chemische Zusammensetzung verwendet) und mit unterschiedlichen Graphitformen, das heißt SG (Kugelgraphit), MG (Übergangsgraphit) und CG (Vermikulargraphit), wird derzeit zur Produktion von Abgaskomponenten in der Automobilindustrie verwendet. MG-SiMo-Gusseisen wurde im Vergleich zu SG- und CG-SiMo-Gusseisen untersucht und entwickelt. Aktuelle Materialspezifikationen von Motor- und Fahrzeugherstellern für SiMo-Eisengussteile beziehen sich gewöhnlich auf Anforderungen für die chemischen Zusammensetzungen, die Gefüge, die Festigkeitseigenschaften bei Raumtemperatur (RT), die Härte und den Lieferzustand. In diesen Dokumenten fehlt jedoch die Kontrolle der Versprödung bei ungefähr 425°C; dies kann als „mittlere Temperatur“ betrachtet werden, weil die höchste Temperatur im Einsatz und auch die Phasenumwandlungstemperatur von Ferrit in Austenit von SiMo-Gusseisen oft in einem Bereich von 800°C bis 850°C liegt. Die Versprödung bei mittlerer Temperatur (BMT) kann durch ein Duktilitätsverhältnis (DR) ausgedrückt werden, das die Dehnung oder Einschnürung aus der Zugfestigkeitsprüfung bei 425°C mit der Dehnung oder Einschnürung aus der Prüfung bei Raumtemperatur vergleicht. Die DR wird berechnet, indem man die Duktilität bei 425°C durch die Duktilität bei Raumtemperatur dividiert. Wie durch dieses Verhältnis klassifiziert, weisen Legierungen eine BMT auf, wenn das Duktilitätsverhältnis unter 0,6 liegt. … Nachdruck aus Trans. Amer. Foundrym. Soc. Paper 15-018, mit freundlicher Genehmigung der American Foundrymen‘s Society.Deutsche Bearbeitung von Andreas Nebl, Salzweg, www.uebersetzungen-nebl.de10 Seiten