Grafitform

Im Gusseisen eutektischer Zusammensetzung (siehe eutektisches Gusseisen) scheidet sich bei Grauerstarrung das Grafiteutektikum (Austenit-Grafit) aus.

Form und Größe dieser eutektischen Körner(Bild 1) und der darin ausgeschiedene Grafit hängen vom Wachstum des Korns ab, was wiederum von der Zusammensetzung des Gusseisen, der Zahl der Keime in der Schmelze (siehe Keimhaushalt), der Überhitzung und der Abkühlungsgeschwindigkeit beeinflusst wird. Dementsprechend ändert sich die Grafitform (Bild 2).

Der in den eutektischen Körnern ausgeschiedene Grafit hat ein "kohlkopfartiges" Aussehen. Im Schliffbild erscheint das Grafitskelett, wenn es geschnitten wird, in Form von Grafitlamellen
(Bild 2a), welche somit keineswegs selbständige, voneinander getrennte Körper sind. Da sich jedes Grafitskelett von einem Kristallkeim aus entwickelt, entstehen bei einem großen Angebot von Keimen entsprechend viele eutektische Körner und Grafitskelette ("Kohlköpfe"), die jedoch im gleichen Zeitraum langsamer wachsen und damit einen relativ groben Grafit entstehen lassen. In besonders reinen und beimengungsfreien Gusseisenschmelzen, oder solchen, die mit Magnesium behandelt worden sind (siehe Magnesiumbehandlung), ist der Grafit kugelförmig ausgebildet (Bild 2d).

Bei der Abkühlung eutektischer und untereutektischer Gusseisenlegierungen erfolgt die Kristallisation des Austenit-Grafit-Eutektikums bei der eutektischen Temperatur des stabilen Systems Fe-C.

Oft kommt es dabei zu einer Unterkühlung, sobald sich die zusätzlichen Keime in der Schmelze aktivieren, welche die Kristallisation des Grafiteutektikums fördern. Aus Schmelzen, bei denen keine Unterkühlung stattgefunden hat, scheidet sich grober Primärgrafit (C-Graphit, Garschaumgrafit) vorwiegend in übereutektischen Gusseisen aus.

Lamellengrafit und Rosettengrafit (A-Grafit und B-Grafit, Bild 2b) entstehen dagegen vorzugsweise aus Schmelzen mit geringer bzw. mäßiger Unterkühlung. Bei starker Unterkühlung wird interdendritischer Grafit (D-Grafit und E-Grafit, Bild 2c) ausgeschieden.

Wird die Schmelze mit geringen Mengen an Magnesium behandelt, oder treten Störelemente bei sonst reinen Einsatzstoffen auf, kann Vermiculargrafit entstehen.

Weiterführende Stichworte:

Gefügeausbildung von Gusseisen
Gusseisen mit Kugelgrafit, Gusseisen mit Lamellengrafit, Gusseisen mit Vermiculargrafit
Metallische Grundmasse von Gusseisen
Segregatgrafit


Literatur:
Auszug aus: Hasse S., Hrsg. Gießerei-Lexikon, Fachverlag Schiele und Schön, Berlin

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