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Gußeisen für Gegenstände, die gleichzeitig hohe Hitze- und Wachstumsbeständigkeit,
geringe Wanddickenempfindlichkeit, gute Bearbeitbarkeit und übliche Festigkeit aufweisen
müssen In dem Bestreben, Gußeisenleglerungen eine möglichst hohe Hitzebeständigkeit
zu verleihen, ist es bereits seit langen Jahren in der Technik bekannt, für hohen
Temperaturen ausgesetzte Werkstücke Gußeisenlegierungen zu verwenden, welche hohe
Gehalte an Chrom, und zwar bis, zu 300/0, aufweisen, wobei neben diesen hohen. Chromgehalten
noch Aluminiumgehalte bis 25% und Siliclumgehalte bi(s 6% bei Kohlenstoffgehalten
von etwa o,8 bis, 2% in den Gußeisenlegierungen vorhanden sein können.
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Weiterhin hat man für hochhitzebeständige Werkstücke auch schon praktisch
chromfreie Güßei.senlegierungen vorgeschlagen. So sind derartige Legierungen bekannt
mit Gehalten an Silicium von 4 bis io0/a und an Aluminium von 2 bis io% bei
einem
Kohlehstöffgehalt-bis zu etwa 30/a und den nornivl üblichen Gehaltan an Mangan,
Schwefel und Phosphor. Ferner sind Legierungen bekannt mit 20/ö Silicium, bis zu
27%-Aluminium; bei-2 bis 35% Kohlenstoff und auch solche mit 1 bis 5°/ö Silicium,
6 bis 7% Aluminium bei 1,6 bis 30/0 Kohlenstoff, wobei als günstigste Legierung
vom Ständpünkt-der Zunderung aus eine solche mit 5 bis 6% Silicium, 6 bis 7% Aluminium
bei 45 bis 2 bzw. 2,7% Kohlenstoff bezeichnet wird.
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Die meisten der Gußeisenlegierungen innerhalb dieser sehr weiten Legierungsbereiche
- erfüllen jedoch nicht gleichzeitig alle Ansprüche, die bezüglich guter Herstellbarkeit;
guter Vergießbarkeit, guter Bearbeitbarkeit und bezüglich ihres: Verwendungsbereiches,
an. sie gestellt werden: Entweder sind diese Legierungen legierungstechnisch schwer
herstellbar (z. B.. u. a. Garschaumgraphitbildung), oder sie sind schlecht vergießbar,
oder sie sind schwer bearbeitbar, oder ihre mechaini_schtechnologischen Eigenschaften
gestatten nur ihre Verwendung in beschränktem Umfange, ferner weisen die meisten
dieser Legierungen eine große Wanddickenempfindlichkeit auf, d. h. sie lassen sich
nicht in gleich guter Weise für Werkstücke unterschiedlicher Wanddicke verwenden.
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In der jüngsten Zeit angestellte Untersuchungen befassen sich mit
Gußeisemlegierungen mit etwa. 3,,1% Kohlenstoff, etwa 2,5% Silicium und bis etwa
7,8% Aluminium; bei etwa q.0/0 Aluminium reicht die Zu-derbeständigkeit nur bis:
zu etwa 72d°', wobei in diesem Fälle die Legierung auf Grund ihres hohen Graphitanteiles
verhältnismäßig gut bearbeitbar ist; erhöht man in diesen Legierungen den Aluminiumgehalt
auf 6, 7, 8 0/ö und mehr, so erlangen diese Legierungen zwar hohe -und höchste Zunderbeständigkeit
(für Gebrauchstemperaturen bis etwa iooo°), siewerdenjadach immer schlechter bis
überhaupt nicht mehr bearbeitbar, und ihr Graphitb--ichalt sinkt immer mehr ab.
Alps Schluß- -folgerung hieraus ist vorgeschlagen worden, bei Aluminiumgehalten
von 8% und darüber den Siliciumgehralt auf über 30/a, jedoch nicht Über 40/0 zu
steigern und -die- Summe der Gehalte vom. Aluminium und Silicium auf etw, ä -12%
zu bemessen, wodurch- sich- . bei hoher und höchster Zurvderbeständsgkeit auch eine
ausreichende Bearbeitbarkeit dieser Legierungen ergeben- soll. -Immerhin ist hier
die Bearbeitbarkeit nicht-.so- günstig, wie bei geringeren. Aluminiumgehalten; und
weiterhin verursachen, die hohen Aluminiumgehafe vielerlei Schwierigkeiten, z. B,
beim Legieren' und beim Gießen.
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Die Erfindung betrifft nun eine innerhalb des bekannten Legierungsbereiches
für die Elemente Aluminium,- Silicium und Kohlenstoff liegende Gußeisenlegierung,
welche sowohl eine außerordentlich hohe Hitzebeständigkeit, für Gebrauchstemperaturen
bis etwa 950° C, als auch eine geringe Wanddickenempfrndl@iichkeit besitzt, welche:
ferner .etwa die für. Gußeisen normaler Qualität - awsreiehenden Festigkeiten aufweist
und deren Bearbeitung mittels spanabhebender Werkzeuge keine Schwierigkeiten bereitet;
diese Te,ierung ist gekennzeichnet durch einen Aluminiumgehalt von. etwa 3,5 bis
q.,5o/o., durch einen Siliciumge:halt von etwa 5 bis 6,5% bei einem Kohlenstioffgehalt
von nur bis zu :21/o, wobei der Gehalt der ungeglühten Legierung an gebundenem Kohlenstoff
höchstens o,15 0/0, vorzugsweise unter o;12 % beträgt und wobei in der Legierung
kein Perlit vorhanden ist.
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Während im allgemeinen nur Eisenlegierungen mit Kohlenstoffgehahen
'über 2,7% als Gußeisen.-legierung bezeichnet werden, soll der Erfindungsgegenstand
nicht nur auf die Gußeisenlagierungen der oben. gekennzeichneten Zusammensetzung
mit 1,7 bis zu 2% Kohlenstoff begrenzt sein, sondern auch die Eisenlegierungen mit
umfassen, bei denen der Kohlenstoffgehalt unter 1,7%, und zwar bis herunter zu 1,2
0/ö beträgt, da der genannte Aluminiumgehalt in Verbindung mit dem genannten Siliciumgehalt
diesen Werkstoff in einen Zustand versetzt, der sonst durch höhere Kohlenstoffgeh
alte bedingt ist, so daß diese Legierungen auch bei niedrigeren Kohlenstoffgehalten
als 1,7% noch als Gußeisenlegierungen anzusprechen sind.
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Durch die aufeinander in den angegebenen engen Grenzen abgestimmten
Gehalte von Aluminium und Silicium in Verbindung mit dem niedrigen Kohlenstoffgehalt
besitzen diese Gußeisemiegi:erungen bei hoher Hitzebeständigkeit eine sehr geringe
Wanddickenempfindlichkeit, so daß sie nicht nur für Werkstücke von geringer Wanddicke
(bis etwa 2o mm), sondern auch für höhere Wanddicken in hervorragender Weise geeignet
sind, außerdem sind diese Gu.ßeisenlegierungen legierungs- und gießtechnisch ohne
Schwierigkeiten herstellbar und gut vergießbar, sie stehen bezüglich ihrer Festigkeitseigenschaften
dem normalen Gußeiseri (z.. B,. GG-i2) kaum nach und sind gut bearbeitbar, so daß
sie sich u. a. besonders auch für z.. B.. spanabhebend zu bearbeitende Werkstücke
eignen.
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Der Gehalt an gebundenem Kohlenstoff in der ungeglühten Legierung
soll tunlichst niedrig gehalten werden, wodurch auch bei hohen Temperaturen .ein
Wachsem der Legierung praktisch ausgeschlossen ist. -Weiterhin erstreckt sich die
Erfindung noch darauf, da,ß die vorstehend gekennzeichneten Gußeisenlegierungen
- noch Titan biss etwa o,20/0, Mälybdän bis etwa 0,5% und geringe Mengen Nickel
- einzeln oder auch- gemeinsam enthalten können. -Durch den. Titangehalt wind die
Festigkeit der Legierung erhöht; da Titan. an sich karbidbildend wirkt, @darf der
Gehalt- an. Titan jedoch nur sehr gering sein, um der Forderung, daß die Legierung
höchstens. 0,150% gebundenen Kohlenstoff enthält, gerecht zu werden. Durch Molybdän
und Nickel wird die Warmfestigkeit dar Legierung erhöht, wobei insbesondere der
Nickelgehalt so, begrenzt bemessen sein muß, daß die Legierung keinen-Perlit enthält.
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Chrom soll die Legierung nach Möglichkeit nicht enthahen, wenigstens
nicht in solchen Mengen, daß das Chrom als Legierungselement anzusprechen
wäre,
so daß der Chromgehalt vorzugsweise o,i% nicht erreichen soll.