Gefügeausbildung von Gusseisen

Das Maurer-Diagramm zeigt den Einfluss des Kohlenstoff- und Siliziumgehaltes auf das Grundgefüge von Gusseisen (s. Metallische Grundmasse von Gusseisen), ermittelt an 30-mm-Probestäben und wurde von E. Maurer im Jahre 1924 entwickelt.

Die Linien des Diagramms (Bild 1) münden auf der Kohlenstoffachse bei 4,3 % im eutektischen Punkt des Eisen-Kohlenstoff-Systems und unterteilen das Diagramm in drei Hauptfelder:

I    weißes Gusseisen, Hartguss (s. Karbidisches Gusseisen) (I)
II   graues Gusseisen mit perlitischem Grundgefüge (II)
III  graues Gusseisen mit ferritischem Grundgefüge (III)

Die Übergangszonen weisen Gusseisensorten mit meliertem Gefüge (IIa, ein Gemisch aus weißem und grauem Gusseisen) und perlitisch-ferritisches Gusseisen (IIb) aus.  Die Begrenzung in Richtung höherer Kohlenstoffgehalte ist im oberen Diagrammteil durch das Feld in dem sich Garschaumgrafit bildet gegeben (im Bild 1 grau transparent).

Sowohl die Festigkeit als auch die Härte des Gusseisens nehmen mit fallendem Kohlenstoff- und Siliziumgehalt zu. Höherwertige Gusseisensorten haben daher eine Zusammensetzung, die jeweils im linken unteren Bereich der betreffenden Felder liegt. E. Maurer hat das Diagramm lediglich für Proben mit mittlerer Wandstärke (30 mm Durchmesser!) erstellt. Die Proben wurden zudem in trockenen Formen vergossen. Dadurch bleibt der Einfluss der Abkühlgeschwindigkeit unberücksichtigt und wird in Bild 1 nicht erfasst.

Im Diagramm von Greiner-Klingenstein (Bild 2) sind dagegen die Abhängigkeit der Gefügeausbildung von Gusseisen von den Abkühlbedingungen und damit der Wanddicke zu entnehmen. Da sowohl der Kohlenstoff als auch das Silizium auf die Grafitausscheidung einwirken, wurde in diesem Diagramm der Summengehalt von C+Si über den Wanddicken aufgetragen. Die Feldbezeichnungen sind mit denen des Maurer-Diagramms ident. Die Knickpunkte der oberen Begrenzungslinien weisen darauf hin, dass der Summengehalt von Kohlenstoff und Silizium unter 5,5 % liegen sollte. Das Diagramm von Kleiner-Klingenstein gibt daher im Zusammenhang mit dem Maurer-Diagramm einen besseren und exakteren Überblick über die Gefügeausbildung von Gusseisen.

Literatur:
Bargel H. J., Schulze G. (Hrsg.), Werkstoffkunde, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, 2008.

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