Erfahren Sie mehr über das Gusseisen mit Kugelgraphit

Gusseisen mit Kugelgraphit (SG-Guss) hat sich zu einem Schlüsselwerkstoff für die moderne Technik und Fertigung entwickelt. Aufgrund seiner überlegenen Eigenschaften wie hohe Festigkeit, gute Duktilität und Ermüdungsbeständigkeit findet Gusseisen mit Kugelgraphit umfangreiche Anwendungen in der Automobil-, Maschinen- und Bauindustrie. Das Material wird in einem aufwändigen Verfahren hergestellt, bei dem die gewöhnliche Flockengraphitstruktur des Gusseisens in kugelförmige Strukturen umgewandelt wird, um die Leistung erheblich zu verbessern.

In diesem Artikel erfahren Sie mehr über die Zusammensetzung, den Herstellungsprozess, die Eigenschaften, die Anwendungen und die Vorteile von Gusseisen mit Kugelgraphit als bevorzugtem Werkstoff für anspruchsvolle Anwendungen in der Industrie.

Was ist Gusseisen mit Kugelgraphit?

Gusseisen mit Kugelgraphit (oder duktiles Eisen) ist ein hochfestes Material, das durch die Zugabe von Magnesium zu geschmolzenem Gusseisen entsteht. Dabei werden der Schmelze einige Mineralien zugesetzt, die bewirken, dass sich der Graphit im Gusseisen beim Erstarren in Form von Kugeln (Sphärolith) bildet, im Gegensatz zur normalen Flockenstruktur, die man bei normalem Grauguss sieht. Das Ergebnis ist ein Hybridwerkstoff, der die Gießbarkeit von Gusseisen mit der mechanischen Leistung von Stahl verbindet und dadurch vielseitiger und zäher ist als Grauguss.

Diese Strukturen in Kugelgraphit tragen dazu bei, die Sprödigkeit von Grauguss zu vermeiden, und helfen dem Gusseisen mit Kugelgraphit, Spannungen besser zu verteilen und zu absorbieren als ersteres. Diese Eigenschaften haben dazu geführt, dass es in einer Vielzahl von Anwendungen mit hoher Festigkeit, Zähigkeit und Verschleißfestigkeit eingesetzt wird.

Wie wird Gusseisen mit Kugelgraphit hergestellt?

Gusseisen mit Kugelgraphit wird durch ein Verfahren namens "Nodulierung" oder "Duktilisierung" hergestellt. Bei diesem Verfahren werden dem geschmolzenen Gusseisen kleine Mengen Magnesium (oder manchmal auch Cer) zugesetzt. Es reagiert mit dem Kohlenstoff im Eisen, wodurch der Graphit kugelförmig wird.

Der Gießprozess ist streng geregelt und erfordert hervorragende Leistungen bei der Beherrschung der Temperatur und der chemischen Zusammensetzung. Dieser Prozess besteht im Allgemeinen aus den folgenden Schritten:

• Schmelzen
• Zusatz von Magnesium
• Gießen

Die Gussteile können dann in die richtigen Formen gebracht werden. Mit einer höheren Zugfestigkeit, Duktilität und Ermüdungsbeständigkeit als bei herkömmlichem Grauguss verfügt das fertige Produkt über bessere mechanische Eigenschaften.

SG-Eisen vs. traditionelles Gusseisen

Gusseisen mit Kugelgraphit Zusammensetzung

Gusseisen mit Kugelgraphit wird normalerweise aus Eisen hergestellt, KohlenstoffSilizium, Mangan, Schwefel und Phosphor. Der Hauptunterschied zwischen SG-Eisen und nicht hergestelltem SG ist die Beimischung von Magnesium oder anderen nodulierenden Vertretern, die dazu führen, dass sich Graphit in Form von runden Knötchen bildet. Dies führt zu besseren Eigenschaften des Werkstoffs, insbesondere hinsichtlich Festigkeit, Zähigkeit und Verschleißfestigkeit.

Grauguss hingegen hat ein Graphitgefüge in Flockenform. Grauguss ist leicht zu gießen und lässt sich gut bearbeiten, ist aber aufgrund seiner Lamellengraphitstruktur relativ spröde und bruchanfällig bei Belastung. Die kugelförmige Graphitstruktur von Gusseisen mit Kugelgraphit führt zu deutlich besseren mechanischen Eigenschaften, insbesondere hinsichtlich der Zugfestigkeit und der Ermüdungseigenschaften.

Unterschied zwischen Grauguss und Gusseisen mit Kugelgraphit

Gefüge: In Grauguss besteht die Graphitstruktur aus großen, kantigen Flocken. Dies führt zu schlechteren mechanischen Eigenschaften wie geringerer Zugfestigkeit und geringer Duktilität. Im Gegensatz zu Gusseisen hat Gusseisen SG eine sphäroidische oder knotige Form. GraphitDadurch wird eine bessere Spannungsverteilung als bei Guss erreicht und die damit verbundene Sprödigkeit vermieden.

Festigkeit: Gusseisen SG hat eine wesentlich höhere Zugfestigkeit als Grauguss. Grauguss ist zwar für nicht tragende Anwendungen nützlich, neigt aber unter Belastung eher zu Rissen.

Duktilität: Da die Graphitkugeln kugelförmig sind, ist Gusseisen mit Kugelgraphit wesentlich duktiler als Grauguss, d. h. es kann unter Spannung viel mehr Verformungen aufnehmen, ohne zu reißen. Grauguss hingegen ist durch seinen schuppenförmigen Graphit spröder und führt zu einer frühzeitigen Rissbildung bei Zugbeanspruchung.

Anwendungen: Aufgrund seiner Gusseigenschaften eignet sich Gusseisen mit Kugelgraphit perfekt für hochbelastete Umgebungen, wie sie in Automobilkomponenten (z. B. Motorblöcke und Kurbelwellen), Schwermaschinen und Rohrsystemen vorkommen. Aufgrund seiner Sprödigkeit wird Grauguss eher für Anwendungen mit unkritischer Festigkeit und Duktilität verwendet, z. B. für Maschinensockel, Kochgeschirr und Dekorationsartikel.

Arten von Gusseisen mit Kugelgraphit

Sphäroguss-Sorten

Es gibt verschiedene Sorten von SG-Eisen, die unterschiedliche mechanische Eigenschaften haben und für verschiedene Zwecke verwendet werden. Eines der am häufigsten verwendeten Klassifizierungssysteme ist die ASTM A536, die Gusseisen mit Kugelgraphit in drei Hauptklassen einteilt:

• Note 60-40-18:

Hat eine Zugfestigkeit von 60.000 psi, eine Streckgrenze von 40.000 psi und eine Dehnung von 18%. Dies wird typischerweise für Automobilteile, Industrieanlagen usw. verwendet.

• Sorte 80-55-06:

Bietet eine höhere Zugfestigkeit und wird für anspruchsvollere Anwendungen wie Druckbehälter und Schwerlastgeräte verwendet.

• Besoldungsgruppe 100-70-03:

Enthält einen hohen Prozentsatz an Fasern für maximale Zugfestigkeit, die häufig in sehr stark beanspruchten Anwendungen wie in der Luft- und Raumfahrt und sehr leistungsstarken Automobilteilen zu finden ist.

SG Sphäroguss

Eine andere Art von Gusseisen mit Kugelgraphit ist Sphäroguss, der durch den Zusatz einiger Legierungselemente wie Kupfer eine höhere Duktilität aufweist, Nickeloder Chrom. Das Material wird insbesondere bei Anwendungen eingesetzt, bei denen sowohl hohe Festigkeit als auch hohe Duktilität erforderlich sind, z. B. bei Aufhängungsteilen für Kraftfahrzeuge, Rohren und Industriemaschinen usw.

Eigenschaften von Gusseisen mit Kugelgraphit

Zugfestigkeit

Die Zugfestigkeit von Sphäroguss ist sehr hoch. Aufgrund der kugelförmigen Graphitknollen weist es eine geordnete Schichtstruktur auf, die die Festigkeit des Werkstoffs für tragende Anwendungen erhöht.

Duktilität und Zähigkeit

Duktilität und Zähigkeit sind bei Gusseisen mit Kugelgraphit groß. Die Mikrostruktur des Kugelgraphits ermöglicht eine Verformung des Werkstoffs unter Spannung, ohne dass es zu einer Spaltung kommt, was ihm eine weitaus höhere Zähigkeit verleiht als Grauguss. Dies verleiht dem Gusseisen SG die für Schwerlastanwendungen unerlässliche Fähigkeit, Stöße und Spannungen zu absorbieren.

Ermüdungswiderstand

Die Verwendung von Kugelgraphit verleiht dem Material außerdem verbesserte Ermüdungseigenschaften. Daher eignet sich Gusseisen mit Kugelgraphit für Anwendungen, bei denen die Teile wiederholten Belastungen oder Vibrationen ausgesetzt sind, z. B. in der Automobilindustrie und bei schweren Maschinen.

Mikrostruktur von Gusseisen mit Kugelgraphit

Gusseisen mit Kugelgraphit hat eine mikroskopische Struktur, in der die Graphit frei in einer Austenitmatrix eine kugelförmige Gestalt annimmt, was für ein Metallmatrixsystem von Vorteil ist. Die Graphitknollen sind homogen in der Matrix suspendiert und verleihen dem Werkstoff homogene mechanische Eigenschaften.

Was bedeutet SG von Eisen?

Der Begriff "SG", der für "Sphäroguss" steht, wird üblicherweise austauschbar mit "Sphäroguss" verwendet. Fit Anlage und die Wärmebehandlung Verarbeitungsanlage, können die Materialeigenschaften über sie zu verbessern, wie höhere Festigkeit, Zähigkeit und Verschleißfestigkeit. Es ist eine Art von GusseisenSuchen Sie die Zwischenqualität (Stufe zwei) im Gusseisen, bekannt als duktiles Eisen. Sphäroguss, auch bekannt als Sphäroguss oder Sphäroguss, wird aus Eisen mit hohem Siliziumgehalt entwickelt und ist eine neu entwickelte Legierung.

Anwendungen von Gusseisen mit Kugelgraphit

Autoindustrie

Der Automobil-Endverwendungssektor des globalen Marktes für Gusseisenrohre umfasst den Guss von Motorblöcken, Kurbelwellen, Bremskomponenten und verschiedenen anderen Komponenten. Es eignet sich aufgrund seiner hohen Festigkeit, Ermüdungsbeständigkeit und Zähigkeit für wichtige Automobilkomponenten, die einer ständigen Belastung und Abnutzung ausgesetzt sind.

Rohre und Formstücke

Gusseisen SG besitzt eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit und mechanische Eigenschaften, weshalb es auch für den Bau von Wasser-, Gas- und Abwasserleitungen und deren Armaturen verwendet wird. Aufgrund seiner Druck- und Korrosionsbeständigkeit eignet es sich besonders für den Einsatz unter hoher Belastung.

Schwere Ausrüstung

Zu den aus SG-Eisen hergestellten Produkten gehören häufig schwere Maschinenteile wie Zahnräder, Achsen und Gehäuse.

Vorteile von Gusseisen mit Kugelgraphit

Verbesserte Stärke

Es hat eine höhere Zugfestigkeit als andere Materialien und kann daher für Hochleistungsanwendungen verwendet werden. Seine stoß- und spannungsabsorbierenden Eigenschaften tragen dazu bei, die Wahrscheinlichkeit eines Versagens zu minimieren.

Kosten-Wirksamkeit

Gusseisen mit Kugelgraphit ist ein Werkstoff mit deutlich verbesserten Eigenschaften, der im Vergleich zu anderen Werkstoffen mit höherer Festigkeit, wie z. B. Stahl, relativ preiswert bleibt. Und es bietet einen großen Wert für Sektoren, die langlebige, gut funktionierende Komponenten zu einem günstigen Preis benötigen.

Vielseitigkeit

Die Durchlässigkeit von Gusseisen SG ermöglicht den Einsatz in verschiedenen Bereichen wie Automobil- und Maschinenteilen, Sanitär- und Bauteilen. Die Vielseitigkeit der Flexibilität des Cloud Computing macht es zu einem der am weitesten verbreiteten.

Herausforderungen von Gusseisen mit Kugelgraphit

Produktionskosten

Die Herstellung von Gusseisen mit Kugelgraphit ist komplizierter als die von Grauguss, und der Zusatz von Nodulierungsmitteln kann die Kosten erhöhen. Aber die Vorteile von Gusseisen mit Kugelgraphit überwiegen in der Regel die hohen Kosten.

Gussmängel

Wie bei allen Gussmaterialien können auch bei Gusseisen mit Kugelgraphit Fehler wie Schrumpfung, Porosität und Einschlüsse auftreten. Diese Probleme lassen sich jedoch durch eine angemessene Qualitätskontrolle und Gießverfahren abmildern.

Zukünftige Trends bei Gusseisen mit Kugelgraphit

Technologische Fortschritte

Dies wird durch bessere Gusstechnologien wie 3D-Casting und Präzisionsguss noch unterstützt. Diese Entwicklungen ermöglichen es den Herstellern, immer kompliziertere Formen herzustellen und gleichzeitig den Materialabfall zu verringern.

Nachhaltigkeit

SG-Eisen scheint die Lücke zu füllen, da die Industrie umweltfreundlichere Optionen fordert. Es hat den Vorteil, dass es langlebig und recycelbar ist, was einen erheblichen Einfluss auf nachhaltige Herstellungsmethoden hat.

Schlussfolgerung

Gusseisen mit Kugelgraphit ist ein vielseitiges Hochleistungsmaterial mit deutlichen Vorteilen gegenüber herkömmlichem Gusseisen. Seine überragende Festigkeit, Duktilität und Vielseitigkeit haben es zu einem bevorzugten Werkstoff in einer Vielzahl von Branchen gemacht. Diese Materialeigenschaft könnte den Einsatz von Gusseisen mit Kugelgraphit in verschiedenen Bereichen fördern, insbesondere im Hinblick auf künftige Entwicklungen in der Fertigungstechnik.