Was ist Grauguss?
Grauguss ist eine Art von Gusseisen, bei dem der Graphit wie eine Ansammlung von Blumenflocken geformt ist.
Grauguss hat eine ausgezeichnete Fähigkeit, Schwingungen zu absorbieren und verfügt über ein hohes Dämpfungsvermögen. Darüber hinaus hat Graphit eine schmierende Wirkung und eine gute Wärmeleitfähigkeit, was die Ableitung von Reibungswärme erleichtert. Darüber hinaus verfügt er über ein hohes Vibrationsabsorptionsvermögen und ist resistent gegen Temperaturschocks.
Anwendungen von Grauguss
1. Kfz-Teile
Motorblöcke, Zylinderköpfe, usw.
2. Teile für Baumaschinen
Zylinderblöcke, Kurbelgehäuse, usw.
3. Rohrleitungsteile
Wasserleitungen, Ventile, usw.
4. Teile für elektrische Geräte
Motorgehäuse, Trafokästen, usw.
Das Motorgehäuse ist eines der Außenteile eines Elektromotors und schützt die innere Struktur des Motors. Ein Transformatorgehäuse ist eine der Komponenten eines elektrischen Transformators (englisch: Power Transformer), ein kastenförmiges Bauteil mit einer eingebauten Spule zur Umwandlung elektrischer Energie und einer Klemmleiste zum Anschluss der Spulen im Transformator.
5. Komponenten von Gasturbinen und Turboladern
Dazu gehören Turbinenschaufeln, Verdichterschaufeln und Laufräder.
Verdichterschaufeln sind Laufräder, die in Turbomaschinen wie Gasturbinen und Verdichtern zur Beschleunigung und Verdichtung von Fluiden eingesetzt werden. Laufräder sind rotierende Laufräder, die in Turbomaschinen und Pumpen, einer Art von Strömungsmaschinen, verwendet werden.
6. Teile von Antriebseinheiten und Drehgestellen von Schienenfahrzeugen
Dazu gehören Kurbelwellen und Räder.
Funktionsweise von Grauguss
Grauguss aus einem Stück entsteht durch schnelles Abkühlen in der Form während des Gießens. Während der raschen Abkühlung scheidet sich der im Gusseisen enthaltene Kohlenstoff in Form von Graphit aus und wird bandförmig angeordnet.
Das beim Gießen in die Form eingespritzte Gusseisen befindet sich bei hohen Temperaturen in einem flüssigen Zustand. Die Temperatur in der Form ist sehr hoch und kühlt schnell ab, wodurch das Gusseisen erstarrt. Während dieses Vorgangs bildet der im Gusseisen enthaltene Kohlenstoff Graphitkristallkerne, die allmählich wachsen.
Normalerweise gibt es im Gusseisen zwei Gefüge, Ferrit und Perlit, wobei der Kohlenstoff im Perlit enthalten ist. Während des Gießens wird jedoch durch die schnelle Abkühlung in der Form das Kristallwachstum von Ferrit und Perlit gehemmt, so dass sich der Kohlenstoff in Form von Graphit ausscheidet und charakteristischerweise in Bruchstücken angeordnet ist.
Ferrit ist ein Material, das hauptsächlich aus Eisen und einigen nichtmetallischen Elementen besteht (hauptsächlich Kohlenstoff und geringe Mengen an Silizium, Mangan, Schwefel usw.) und eine schwach magnetische Legierung ist.
Perlit ist eine Art von Stahl und besteht aus feinen Schichten von Ferrit und Zementit (Kohlenstoff-Eisen). Dieses Schichtgefüge macht Perlit sehr hart, fest und verschleißfest. Es ist das häufigste Gefüge in Stahl und wird im Allgemeinen durch Wärmebehandlung gebildet.
Eigenschaften von Grauguss
1. Hohe Temperaturbeständigkeit
Grauguss weist aus mehreren Gründen eine hohe Festigkeit und Beständigkeit gegenüber Verformungen bei hohen Temperaturen auf. Zum einen erhöht die flockige Anordnung des Graphits die Beständigkeit gegenüber Belastungen und thermischen Spannungen. Außerdem erhöht die kristalline Struktur die Festigkeit, die auch bei hohen Temperaturen aufrechterhalten werden kann, und der hohe Kohlenstoffgehalt bedeutet, dass das Eisen bei hohen Temperaturen nicht erweicht, was zur Aufrechterhaltung seiner Festigkeit beiträgt.
2. Wärmeleitfähigkeit
Der Grund für die hervorragende Wärmeleitfähigkeit von Grauguss liegt in seiner feinen Kristallstruktur. Diese kristalline Struktur ermöglicht aufgrund ihrer gleichmäßigen Anordnung eine effiziente Wärmeübertragung, und die schwache Bindung zwischen Eisen und Graphit macht es sehr widerstandsfähig gegen thermische Belastungen. Darüber hinaus enthält es Zusätze, die es für den Einsatz in Hochtemperaturumgebungen geeignet machen und ihm so eine hohe Hitzebeständigkeit verleihen. Grauguss ist daher ein geeignetes Material für den Einsatz in Hochtemperaturumgebungen und dort, wo Wärmeleitfähigkeit erforderlich ist.
3. Korrosions- und Verschleißbeständigkeit
Der Grund für die hohe Korrosions- und Verschleißbeständigkeit von Grauguss liegt in ihrem feinen Gefüge. Dieses Gefüge ist eine spezifische kristalline Struktur, die sich durch die Abkühlungsgeschwindigkeit beim Gießen bildet und Graphit enthält, in dem Eisen und Kohlenstoff kristallisiert sind.
Bei der spezifischen kristallinen Struktur handelt es sich um die feine kristalline Struktur aus Eisen und Graphit (Ferrit + Schiefergraphitstruktur), die durch die schnelle Abkühlung des Graugusses während des Gießens entsteht.
Diese kristalline Struktur bildet eine Oxidschicht auf der Oberfläche der Gussstücke und verhindert chemische Reaktionen. Darüber hinaus ist der Grauguss aufgrund seiner extremen Härte, Dichte und chemischen Stabilität sehr verschleißfest und zeichnet sich durch geringe Verformung und Beschädigung auch nach langer Nutzungsdauer aus.
4. Schwingungsdämpfende Eigenschaften
Grauguss hat aufgrund der Form der Graphitanordnung ein hohes Schwingungsdämpfungsvermögen und wird manchmal zur Unterdrückung von Schwingungen in Maschinenteilen und Werkzeugmaschinen eingesetzt. Die flockige Anordnung des Graphits ermöglicht eine effiziente Ausbreitung der Spannungen innerhalb des Materials, wodurch die Schwingungsenergie absorbiert und zerstreut wird, was Grauguss zu einem äußerst schwingungsbeständigen Werkstoff macht.
Aufgrund seiner hervorragenden akustischen Eigenschaften wird Grauguss gelegentlich in Musikinstrumenten und Lautsprechern verwendet. Je nach den Schwingungsbedingungen der tatsächlich verwendeten Maschinenteile und Werkzeugmaschinen kann das Schwingungsdämpfungsvermögen von Grauguss jedoch nicht ausreichend sein, so dass bei der Auswahl des Werkstoffs eine umfassende Beurteilung vorgenommen werden muss.
Weitere Informationen über Grauguss
Dauerhaftigkeit von Grauguss
Die kristalline Struktur von Grauguss beeinflusst seine Festigkeit und Haltbarkeit, da der Graphit beim Gießen in Flocken angeordnet wird. Bei schneller Abkühlung während des Gießens können Eisen und Kohlenstoff jedoch kristallisieren und weißen Zementit bilden. Zementit ist härter und spröder als Graphit und kann die Festigkeit und Verschleißfestigkeit von Gussstücken verringern.
Zementit ist eine harte, spröde Verbindung, die aus Eisen und Kohlenstoff besteht und die chemische Formel Fe3C hat. Zementit kann im Mikrogefüge von Gusseisen und Stahl vorkommen, wo Eisen und Kohlenstoff eine eutektische Struktur bilden. Der Anteil an Zementit nimmt bei höheren Abkühlungsgeschwindigkeiten in Gusseisen und Stahl sowie in Stahlen mit hohem Kohlenstoffgehalt tendenziell zu.