GJL

Gusseisen mit lamellförmigen Graphit (z.B. GJL-100)
wird auch als Grauguss bezeichnet. Die alte Abkürzung lautet GG.

Bedingungen, damit Gusseisen mit lammelförmigen Graphit entsteht:

• Sehr niedrige Abkühlgeschwindigkeit
• hoher Siliziumgehalt
  • Ausscheidung von Graphit („Graphiteutektikum“) und nicht als Zementit Fe₃C
  • gemäß dem stabilen Fe-C-Zustandsdiagramm und nicht dem metastabilen Fe-Fe₃C-System bzw. Zustandsdiagramm

Entstehung der Graphitlamellen

Zuerst entstehen bzw. wachsen in der Schmelze Austenitkristalle (kubisch flächenzentriertes Eisen mit ca. 2%C). Dadurch wir die Schmelze reicher an Kohlenstoff. Bei der eutektischen Temperatur hat die Schmelze (wenn man den Einfluss des Silizium unberücksichtigt lässt) 4,3%C. Dann kommt es zur gemeinsamen Kristallisation von Austenit und Graphit, also 100%igen Kohlenstoff. Diese eutektischen Zellen sehen üblicherweise eher aus wie ein lockerer Salatkopf. Die schmalen Salatblätter sind der Graphit, die Luft dazwischen kann man als den Austenit (nun mit 2,06%C) betrachten. Diese Ausscheidung bzw. Kristallisation des Kohlenstoffs in groben Blättchen ist der sogenannte „Lamellengraphit“, weil im Lichtmikroskop solche Lamellen zu sehen sind, welche die Schnittfläche des „Salatkopfes“ darstellen. Beim weiteren Abkühlen ist die Umwandlung des Austenits ähnlich wie bei Stahl – also metastabil.

• Austenit zerfällt normalerweise in Ferrit und Zementit Fe₃C
  • Der Mischkristall ist an Graphit gesättigt nicht aber an Fe₃C !
• Ferrit und Graphit entstehen nur bei völliger Einstellung des Gleichgewicht durch besonders lange Glühzeiten und einem hohen Siliziumgehalt
  • es entsteht dann ein ferritischer Grauguss
• Ferritisch-perlitisches Gusseisen ist die übliche Gusseisensorte
• Perlitisches Gusseisen
  • bei einem völligen Unterdrücken des Ferrit-Graphit-Eutektoids ist diese Gusseisensorte auch möglich – es entsteht aus dem Austenit (2,06%C) also Ferrit (zunächst 0,2%C) und Zementit (Fe₃C mit 6,67%C)

Gusseisensorten
Abhängigkeit von C- und Si-Gehalt

perlitischen Gusseisen

ferritisches Gusseisen

GJL wird vorwiegend mit perlitischem Grundgefüge hergestellt. Je höher der Kohlenstoffgehalt (höchstens jedoch bis 4,3%C), desto größer ist der Graphitgehalt im Gusseisen und umso niedriger sind die Festigkeiten. Dafür ist das Gusseisen aber besser gießbar. Je kleiner die Lamellen sind, desto höher ist die Festigkeit. Ein perlitisches Gusseisen hat generell auch eine höhere Festigkeit. Bei 400 N/mm² ist dann allerdings „Schluss“. GJL-400 hat die höchste Zugfestigkeit für eine Gusseisensorte mit lamellenförmigen Graphit.

Eigenschaften

Der weiche Graphit kann keine Zugspannungen aufnehmen.
Aus diesem Grund hat Gusseisen mit Lamellengraphit innere Kerben und daher eine geringe Zugfestigkeit. Dafür aber ein hervorragendes Dämpfungsverhalten.