DE3321311A1 - Hochlegierter eisen-kohlenstoff-gusswerkstoff mit einem austenitischen grundgefuege - Google Patents
Hochlegierter eisen-kohlenstoff-gusswerkstoff mit einem austenitischen grundgefuegeInfo
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Description
Klöckner-Humboldt-Deutz AG
5000 Köln 80, den 9. Juni 1983 D 83/31 DE AE-ZPB P/Bi
Hochlegierter Eisen-Kohlenstoff-Gußwerkstoff mit einem austenitischen Grundgefüge
Die Erfindung bezieht sich auf einen hochlegierten Eisen-Kohlenstoff-Gußwerkstoff
mit einem austenitischen Grundgefüge, dessen Kohlenstoff überwiegend als Graphit vorliegt.
Derartige hochlegierte Eisen-Kohlenstoff-Gußwerkstoffe
werden nach DIN 1694 als austenitisches Gußeisen bezeichnet, wobei nach der Art der Graphitausscheidungen unterschieden
wird zwischen austenitischem Gußeisen mit Lamellengraphit und austenitischem Gußeisen mit Kugelgraphit.
Beim austenitischen Gußeisen mit Lamellengraphit liegen die Graphitausscheidungen im Gußeisen als zusammenhängendes
und nicht in den Grundwerkstoff eingebettetes Gebilde aus feinverteilten Verästelungen vor, während beim austenitischen
Gußeisen mit Kugelgraphit die Graphitausscheidüngen als einzelne nicht miteinander in Verbindung stehende
Kugeln vorliegen.
Das austenitische Grundgefüge des Werkstoffes wird durch das Hinzufügen von Legierungselementen erreicht. Die jeweils
verwendeten Legierungszusätze beeinflussen dabei die Werkstoffeigenschaften des fertigen Gußstücks, so daß diesen
in Art und eingesetzter Menge erhebliche Bedeutung zukommt. So ist beispielsweise bei niedriglegierten Gußwerkstoffen
zu beachten, daß die unteren Grenzwerte für den Nickelgehalt nicht unterschritten sind, da sonst das
Grundgefüge'nicht mehr rein austenitisch vorliegt, wobei
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allerdings ein zu niedriger Nickel-, Mangan- bzw. Nickel- und Kupfergehalt ein Auftreten von Ferromagnetismus,
höhere Härte und beeinträchtigte Bearbeitbarkeit des Gußstückes zur Folge haben können. Weiterhin muß beispielsweise
bei einem austenitischen Gußeisen beachtet werden, daß der Chromgehalt sich innerhalb bestimmter
Grenzen bewegen muß, wobei mit steigendem Chromgehalt die Festigkeit, Härte, Zunderbeständigkeit und Schweißbarkeit
des Gußstückes verbessert werden kann, jedoch die Bearbeitbarkeit des Gußstückes bei einem geringeren Chromgehalt
um so besser ist. Hieraus ist zu ersehen, daß durch die das austenitische Grundgefüge hervorrufenden Legierungszusätze
die Eigenschaften des Gußwerkstoffes in erheblicher Weise verändert werden können, darüber hinaus
können aber auch die Legierungszusätze die Graphitausscheidungsart in erheblicher Weise beeinflussen.
Als nachteilig bei den bekannten austenitischen Gußeisensorten ist anzusehen, daß trotz der verschiedenartigen Legierungszusätze
nur bestimmte Festigkeitsbereiche abgedeckt werden können. So sind beispielsweise mit einem austenitischen
Gußeisen mit Lamellengraphit Zugfestigkeits-
werte von 140 bis 170. N/mm und mit austenitischem Gußeisen mit Kugelgraphit Zugfestigkeitswerte zwischen 370 bis
2
440 N/mm zu erreichen, so daß Gußstücke, die bei-
440 N/mm zu erreichen, so daß Gußstücke, die bei-
2 spielsweise den Zwischenfestigkeitswert von 250 N/mm zu
erfüllen haben, nur mit einer austenitischen Gußeisensorte mit Kugelgraphit dargestellt werden können. Austentisches
Gußeisen mit Kugelgraphit ist aber außerordentlich schwierig herzustellen, da Legierungszusätze die Ausbildung der
Graphitkugeln in erheblicher Weise beeinflussen können. Ein weiterer Nachteil des austenitischen Gußeisens mit Kugelgraphit
ist die Fehlerhaftigkeit durch 'Dross, Lunker,?
Rißneigung und die schlechte Gießbarkeit, hervorgerufen
' -
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durch die insbesondere bei austenitischem Gußeisen mit Kugelgraphit
verhandenen hohen Magnesiumrestgehalte.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen hochlegierten Eisen-Kohlenstoff-Gußwerkstoff herzustellen,
der die Festigkeitsbereiche zwischen austenitischem Gußeisen mit Lamellengraphit und austenitischem Gußeisen mit
Kugelgraphit abdecken kann und darüber hinaus auch noch gute Gießeigenschaften aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der
Graphit zum überwiegenden Teil als vermiculare Graphitausscheidung ausgebildet ist. Mit einem derartigen erfindungsgemäßen hochlegierten Eisen-Kohlenstoff-Gußwerkstoff
können die Zwischenfestigkeitsbereiche in idealer Weise
abgedeckt werden, so daß die erreichbaren Festigkeitswerte über den Festigkeitswerten des austenitischen Gußeisens mit
Lamellengraphit liegen, während die Grenzen zu austenitischen Gußeisen mit Kugelgraphit überlappend gestaltet
werden können. Die Graphitausscheidungen liegen überwiegend als einzelne, nicht direkt zusammenhängende Gebilde
vor, die fest mit dem Grundwerkstoff verankert sind. Sie haben eine etwa würmchenartige, d.h. vermiculare Form im
austenitischen Gefüge. Die angestrebten Festigkeitsbereiehe lassen sich in idealer Weise durch einen Restmagnesiumgehalt
von 0,01 bis 0,04 Gew.-% im Gußwerkstoff darstellen, womit der weitere Vorteil erzielt wird, daß aufgrund
dieser geringen Magnesiumrestgehalte eine sehr gute Gießbarkeit des Werkstoffs erreicht wird.
Der erfindungsgemäße hochlegierte Eisen-Kohlenstoff-Gußwerkstoff
kann erfindungsgemäß aus einer Basiseisenschmelze, deren Grundgefüge durch Hinzufügen von Legierungszusätzen
austenitisch ausgebildet wird, dadurch hergestellt 35
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werden, daß der Basiseisenschmelze ein Behandlungszusatz aus Reinmagnesium zugegeben wird.'Hiermit ist der herausragende
Vorteil verbunden, daß durch die erfindungsgemäße Reinmagnesiumbehandlung das austenitische Gußeisen mit
Vermiculargraphit besonders treffsicher reproduzierbar und insbesondere gestuft nach den angestrebten Festigkeitswerten
ohne Zugabe von weiteren Behandlungszusätzen herstellt werden kann. Hierbei sind Einflüsse auf die durch die Zugabe
der Legierungszusätze angestrebten Werkstoffeigenschäften
auszuschließen. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Reinmagnesiumbehandlung besteht darin, daß die
erfindungsgemäßen Restmagnesiumgehalte von 0,01 bis O704
Gew.-% auf einfache Weise zur Darstellung der jeweiligen Zwischenfestigkeitswerte durch Zugabe des Reinmagnesiumbehandlungszusätz
in einer Menge von 0,05 bis 0,3 Gew.-% erreicht wird.
Daneben ist es auch möglich, den erfindungsgemäßen hochle-.
gierten Eisen-Kohlenstoff-Gußwerkstoff aus einer Basiseisenschmelze,
deren Grundgefüge durch Hinzufügen vor Legierungszusätzen austenitisch ausgebildet wird, dadurch herzustellen,
daß der Basiseisenschmelze ein Behandlungszusatz aus einer Magnesiumvorlegierung in einer derartigen
Menge zugegeben wird, daß im hochlegierungen Gußwerkstoff 0,01 bis 0,04 Gew.-% Restmagnesium vorhanden ist. Hierbei
wird bevorzugt der Basiseisenschmelze 0,5 bis 2,0 Gew.-% FeSiMg-Vorlegierung oder 0,05 bis 1,0 Gew.-% NiMg-Vorle»
gierung zugegeben, was sich insbesondere im Hinblick auf die Abklingdauer der Schmelze und somit auf die Vermeidung
des ümkippens der vermicularen Graphitausbildung in ein lamellares Gefüge als vorteilhaft herausgestellt hat.
Durch die erfindungsgemäße Herstellung des erfindungsgemäßen
Gußwerkstoffs ist es in vorteilhafter Weise möglich, 35
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sogar schwefelreiche Basiseisenschmelzen treffsicher zu dem
austenitischen Gußeisen mit vermicularer Graphitausbildung zu verarbeiten/ so daß die hohen Anforderungen, die
an die Basiseisenschmelzen von austenitischem Gußeisen mit Kugelgraphit insbesondere hinsichtlich Spurenelemente und
Störelemente gestellt werden, weit verringert sind, was insbesondere im Hinblick auf eine großtechnische Verwendung
und Anwendung einen erheblichen Kostenvorteil beinhaltet.
10
Als vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn die Basiseisenschmelze
vor der Zugabe des Behandlungszusatzes einer Vorentschwefelung unterzogen wird, wobei die Vorentschwefelung
bevorzugt mittels Reinmagnesium erfolgt.
15
Claims (12)
1. Hochlegierter Eisen-Kohlenstoff-Gußwerkstoff mit
einem austenitischen Grundgefüge, dessen Kohlenstoff überwiegend als Graphit vorliegt,
dadurch gekennzeichnet, daß der Graphit zum überwiegenden Teil als vermiculare Graphitausscheidung ausgebildet ist.
2. Hochlegierter Eisen-Kohlenstoff-Gußwerkstoff nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Restmagnesiumgehalt
von 0,01 bis 0,04 Gew.-% .
3. Verfahren zur Herstellung eines hochlegierten Eisen-Kohlenstof f-Gußwerkstof fs nach einem der Ansprüche 1
oder 2 aus einer Basiseisenschmelze, deren Grundgefüge durch Hinzufügen von Legierungszusätzen austenitisch ausgebildet
wird,
dadurch gekennzeichnet, daß der Basiseisenschmelze ein Behandlungszusätz
aus Reinmagnesium zugegeben wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine derartige Menge an Reinmagnesium der Basiseisenschmelze
zugegeben wird, daß im hochlegierten Eisen-Kohlenstof f-Güßwerkstoff 0,01 bis 0,04 Gew.-% Restmagnesium
vorhanden ist.
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5. Verfahren nach einem .der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Basiseisenschmelze 0,05 bis
■ 0,3 Gew.-% Reinmagnesium zugegeben wird.
6. Verfahren zur Herstellung eines hochlegierten Eisen-Kohlenstoff-Gußwerkstoffs
nach Anspruch 1 oder 2 aus einer Basiseisenschmelze, deren Grundgefüge durch Hinzufügen
von Legierungszusätzen austenitisch ausgebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Basiseisenschmelze ein Behandlungszusatz
aus einer Magnesiumvorlegierung in einer derartigen Menge zugegeben wird, daß im hochlegierten Eisen-Kohlenstoff-Gußwerkstoff
0,01 bis 0,04 Gew.-% Restmagnesium vorhanden ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß der Basiseisenschmelze 0,5 bis 2,0 Gew.-% FeSiMg-Vorlegierung zugegeben wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß der Basiseisenschmelze 0,05 bis 1,0 Gew.-% NiMg-Vorlegierung zugegeben wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Basiseisenschmelze eine
übliche Graugußeisenschmelze, z.B. eine schwefelreiche
Kupolofeneisenschmelze, verwendet wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Basiseisenschmelze vor der
Zugabe des Behandlungszusatzes vorentschwefelt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorentschwefelung mittels Reinmagnesium erfolgt.
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Αι
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12. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Behandlungszusatz
behandelte hochlegierte Basiseisenschmelze in einer mit Inertgas geschützten Warmhaltevorrichtung für den Gießvorgang
bereitgehalten wird.
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EP84103632A EP0131091A3 (de) | 1983-06-13 | 1984-04-02 | Hochlegierter Eisen-Kohlenstoff-Gusswerkstoff mit einem austenitischen Grundgefüge |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19833321311 DE3321311A1 (de) | 1983-06-13 | 1983-06-13 | Hochlegierter eisen-kohlenstoff-gusswerkstoff mit einem austenitischen grundgefuege |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE3321311A1 true DE3321311A1 (de) | 1984-12-13 |
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ID=6201368
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19833321311 Withdrawn DE3321311A1 (de) | 1983-06-13 | 1983-06-13 | Hochlegierter eisen-kohlenstoff-gusswerkstoff mit einem austenitischen grundgefuege |
Country Status (2)
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EP (1) | EP0131091A3 (de) |
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GB671467A (en) * | 1948-03-20 | 1952-05-07 | Mond Nickel Co Ltd | Improvements relating to cast iron |
GB1069058A (en) * | 1965-05-04 | 1967-05-17 | Int Nickel Ltd | Cast iron |
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- 1983-06-13 DE DE19833321311 patent/DE3321311A1/de not_active Withdrawn
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Also Published As
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