Sättigungsgrad

Gibt nach Glg. 1 das Verhältnis zwischen dem Gesamtkohlenstoffgehalt der Schmelze und dem Kohlenstoffgehalt der eutektischen Zusammensetzung unter Berücksichtigung des Einflusses von Begleitelementen auf die Verschiebung des eutektischen Punktes an (Eutektikum, Eutektische Temperatur).

Glg. 1:

Berücksichtigt man noch andere Eisenbegleiter oder Legierungsbestandteile, so ergibt sich folgende exakte Formel (Glg. 2):

Glg. 2:




Sättigungsgrade über 1,0 weist übereutektisches Gusseisen auf und somit ergeben sich die zu erwarteten Gefügeausbildungen von Gusseisen unter Beachtung der jeweiligen Wanddicken. Von der chemischen Zusammensetzung beim Gusseisen mit Lamellengrafit hat der Kohlenstoff den stärksten Einfluss auf die Festigkeit.

Je geringer der Kohlenstoffgehalt bzw. der Sättigungsgrad ist, umso höher ist die Festigkeit, weil weniger Grafit und mehr Primärdendriten (siehe Dendriten) im Gefüge vorliegen. Mangan, Phosphor und Schwefel in den üblichen Gehalten beeinflussen die Zugfestigkeit nur in geringem Umfang. Eine Impfbehandlung erhöht die Zahl der eutektischen Zellen (siehe Eutektische Kornzahl) und damit die Festigkeit. Die Zusammenhänge gehen aus dem so genannten Sipp-Diagramm (Bild 1) hinsichtlich der Gefügestruktur und aus dem Heller-Jungbluth-Diagramm (Bild 2) hinsichtlich der Zugfestigkeit hervor.

Aus dem Sättigungsgrad lässt sich auch die Zugfestigkeit des grauen Gusseisens je nach Wanddicke näherungsweise rechnerisch bestimmen. Für den 30-mm-Normprobestab beträgt nach Glg. 3 die

Glg. 3:
Normalzugfestigkeit (MPa) = 1000–800·Sc

Aus dem Quotienten von gemessener Zugfestigkeit und rechnerischer Normalzugfestigkeit ergibt sich der so genannte Reifegrad, ein wichtiger Gütekennwert des Gusseisen mit Lamellengrafit.

Zwischen Sättigungsgrad und Kohlenstoffäquivalent besteht eine Wechselbeziehung.

Bevorzugt wird für die meisten Verwendungszwecke ein graues, perlitisches Gusseisen mit einem Sättigungsgrad von etwa 0,85 bis 0,95 für Wanddicken von rund 15 mm, wobei der Kohlenstoffgehalt mit etwa 3,1 bis 3,3 % und der Siliziumgehalt mit 1,5 bis 1,8 % bemessen werden. Allgemein gilt, dass das Si/C-Verhältnis bei gegebenem Sättigungsgrad möglichst hoch einzustellen ist.

Weiterführende Stichworte:
Gusseisen, Gefügeausbildung von Gusseisen
Metallische Grundmasse von Gusseisen, Gefügegrundmasse
Gusseisen mit Kugelgrafit, Kaltzähes Gusseisen mit Kugelgrafit
Gusseisen mit Lamellengrafit
Gusseisen mit Vermiculargrafit
Austenitisches Gusseisen, Bainitisches Gusseisen, Karbidisches Gusseisen
Eutektisches Gusseisen, Ferritisches Gusseisen, Synthetisches Gusseisen
Temperguss, Hartguss
Grafitform, Eutektische Grafitmenge, Grafitflotation
Interdendritischer Grafit, Knötchengrafit, Lamellengrafit, Vermiculargrafit, Segregatgrafit



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