Mechanische Eigenschaften von duktilem Gusseisen

Sphäroguss, auch Sphäroguss oder Kugelgraphitguss (SG) genannt, ist kein einzelner Werkstoff, sondern gehört zu einer Gruppe von Werkstoffen, die durch Steuerung der Mikrostruktur mit einem breiten Spektrum an Eigenschaften hergestellt werden können. Kugelgraphitguss erhält Kugelgraphit durch Sphäroidisierung und Impfbehandlung, wodurch die mechanischen Eigenschaften des Gusseisens, insbesondere die Plastizität und Zähigkeit, effektiv verbessert werden, um eine höhere Festigkeit als Kohlenstoffstahl zu erzielen. Sphäroguss ist ein hochfester Gusseisenwerkstoff. Seine umfassenden Eigenschaften ähneln denen von Stahl. Aufgrund seiner hervorragenden Eigenschaften wird Sphäroguss erfolgreich zum Gießen von Bauteilen mit komplexen Kräften, Festigkeit, Zähigkeit und Verschleißfestigkeit eingesetzt. Kugelgraphitguss hat sich schnell zu einem Gusseisenwerkstoff entwickelt, der nach Grauguss an zweiter Stelle steht und weit verbreitet ist. Der sogenannte „Ersatz von Stahl durch Eisen“ bezieht sich hauptsächlich auf Sphäroguss. Sphäroguss wird häufig zur Herstellung von Teilen für Kurbelwellen und Nockenwellen für Automobile, Traktoren und Verbrennungsmotoren sowie für Mitteldruckventile für allgemeine Maschinen verwendet.

Das gemeinsame charakteristische Merkmal von Sphäroguss ist die Form des Graphits. Bei Sphäroguss liegt der Graphit in Form von Knötchen und nicht in Form von Flocken vor, wie es bei Grauguss der Fall ist. Die scharfe Form der Graphitflocken erzeugt Spannungskonzentrationspunkte innerhalb der Metallmatrix und die abgerundete Form der Knötchen weniger, wodurch die Bildung von Rissen verhindert und die verbesserte Duktilität erreicht wird, die der Legierung ihren Namen gibt. Die Bildung von Knötchen wird durch die Zugabe von knötchenbildenden Elementen erreicht, am häufigsten Magnesium (beachten Sie, dass Magnesium bei 1100 °C siedet und Eisen bei 1500 °C schmilzt) und, heutzutage seltener, Cer (normalerweise in Form von Mischmetall). Tellur wurde ebenfalls verwendet. Yttrium, häufig ein Bestandteil von Mischmetall, wurde ebenfalls als möglicher Knötchenbildner untersucht.