Temperguss

Eisen-Kohlenstoff-Gusslegierung, welche in DIN EN 1562 genormt ist. Man unterscheidet in weißen und schwarzen Temperguss. Beim weißen Temperguss GJMW steht das Kurzzeichen GJ für Gusseisen, M für malleable cast iron und W (white) für weiß. Analog steht für den schwarzen Temperguss GJMB das B (black) für schwarz.

Temperguss ist hinsichtlich seines Kohlenstoff- und Siliziumgehaltes so eingestellt, dass es grafitfrei (ledeburitisch) erstarrt und durch eine anschließende Wärmebehandlung, dem Tempern seine eigentlichen charakteristischen Güteeigenschaften, nämlich gute Zähigkeit und gute Bearbeitbarkeit erhält. Somit ist Temperguss vor der Wärmebehandlung ein nach dem metastabilen System weiß erstarrtes Gusseisen, in dem der gesamte Kohlenstoff in gebundener Form als Eisenkarbid (Zementit) vorliegt (Bild 1).

Temperrohguss ist hart und spröde und praktisch nicht bearbeitbar und muss einer Glühbehandlung (Tempern) unterzogen werden. Diese bewirkt eine Ausscheidung des Kohlenstoffs als flockenförmige, kompakte Temperkohle mit geringer Kerbwirkung im Gefüge, ähnlich der Grafitform des Gusseisen mit Kugelgrafit. Dadurch erreicht der Temperguss eine gewisse Duktilität und wird für Bauteile eingesetzt die dynamischen Beanspruchungen, schwingend oder stoßartig, ausgesetzt sind und hohen Kräften standhalten müssen.

Seine besonderen Eigenschaften, wie Dünnwandigkeit, Zähigkeit, Druckdichtheit, Warmfestigkeit, Maßgenauigkeit und Verschleißbeständigkeit, machen ihn zu einem bevorzugten Werkstoff vor allem für den Einsatz im Rohrleitungsbau. Verfahrensbedingt setzt Temperguss eine Großserienfertigung voraus.

Das Tempern des Rohgusses besteht aus einem Grafitisierungsglühen zur Zerlegung des karbidischen, im Ledeburit gebundenen Kohlenstoffs in elementaren Kohlenstoff (Temperkohle).

Man unterscheidet dabei in zwei Verfahren, das entkohlende und das nichtentkohlende Tempern. Entkohlend geglühter Temperguss hat in den Randzonen, ein helles, weißes Bruchgefüge und wird daher als „weißer Temperguss“ (Bild 2) bezeichnet, während bei nichtentkohlendem Tempern das Bruchgefüge dunkel ist und demzufolge dieser Werkstoff als „schwarzer Temperguss“ bezeichnet wird (Bild 3).

Das Gefüge des weißen Tempergusses, bei Wanddicken unter 3 mm, besteht aus einer ferritischen Grundmatrix und wenigen, wenn überhaupt, meist mittig gelegenen Temperkohleknöllchen. Bei Wanddicken über 3 mm teilt sich das Gefüge des weißen Tempergusses in drei Bereiche auf:

  • Die entkohlte Randzone bestehend aus Ferrit.
  • Der Übergangsbereich, bestehend aus einer ferritisch-perlitischen Grundmatrix und einigen Temperkohleknöllchen.
  • Die Kernzone, bestehend aus einer perlitischen Grundmatrix und Temperkohleknöllchen.

Beim schwarzen Temperguss zerfällt der Zementit in der ersten Glühstufe bei 950 °C zu Austenit und Temperkohle. Während der zweiten Glühstufe zerfällt der Austenit zu Ferrit und Temperkohle. Das Grundgefüge (Ferrit, Perlit, Bilder 3 und 4) hängt von der Abkühlungsgeschwindigkeit im eutektoiden Bereich ab.

Demzufolge hat der dass weißer Temperguss ein wanddickenabhängiges Gefüge hat, im Gegensatz dazu ist das vom schwarzen Temperguss über alle Querschnitte gleich (Bild 5).

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