Grauguss ist im Allgemeinen Gusseisen mit hohem Kohlenstoff-, Silizium- und Mangangehalt, aber niedrigem Schwefelgehalt. Es entsteht durch den Prozess der Graphitierung, wenn flüssiges Eisen langsam abgekühlt wird. Der Graphit ist in Flocken verteilt. Es ist nach seinem dunkelgrauen Bruch benannt. Grauguss bezieht sich auf Gusseisen mit Flockengraphit. Seine Hauptbestandteile sind Eisen, Kohlenstoff, Silizium, Mangan, Schwefel und Phosphor. Es ist das am weitesten verbreitete Gusseisen und seine Produktion macht mehr als 80% der gesamten Gusseisenproduktion aus. Das geschmolzene Eisen mit einer bestimmten Zusammensetzung wird einer einfachen Vorofenbehandlung unterzogen, und nach dem Gießen erhält man Gusseisen mit Lamellengraphit, das auch als Grauguss bezeichnet wird.
Zusammensetzung, Struktur und Leistungsmerkmale von Grauguss
Chemische Zusammensetzung von Grauguss
Die chemische Zusammensetzung von Grauguss HT150 ist ungefähr: 3,2% bis 3,5% Kohlenstoff, 1,9% bis 2,3% Silizium, 0,5% bis 0,8% Mangan, weniger als 0,12% Schwefel und weniger als 0,2% Phosphor.
Die chemische Zusammensetzung von Grauguss HT200 liegt normalerweise zwischen 3,0% und 3,3% Kohlenstoff, 1,4% bis 1,6% Silizium, 0,8% bis 1,0% Mangan, weniger als 0,15% Schwefel und weniger als 0,15% Phosphor.
Die chemische Zusammensetzung von Grauguss HT250 ist im Allgemeinen: Der Kohlenstoffgehalt beträgt 3,16% bis 3,30%, der Siliziumgehalt 1,79% bis 1,93%, der Mangangehalt 0,89% bis 1,04%, der Schwefelgehalt liegt im Bereich von 0,094% bis 0,125% und der Phosphorgehalt im Bereich zwischen 0,120% und 0,170%.
Struktur aus Grauguss
Die Struktur von Grauguss besteht aus einer Metallmatrix und Flockengraphit. Es gibt drei Hauptformen der Metallmatrix: Ferrit, Perlit und Ferrit + Perlit. Entsprechend den unterschiedlichen Matrixstrukturen kann Grauguss in die folgenden Typen unterteilt werden:
Ferritisches Grauguss: Grobkörniger Flockengraphit ist auf der ferritischen Metallmatrix verteilt. Es hat eine geringe Festigkeit und Härte und gute Gusseigenschaften und kann zur Herstellung von Gussstücken oder dünnen Teilen mit geringen Anforderungen verwendet werden.
Ferritisch-perlitisches Grauguss: Flockenförmiger Graphit ist auf der Metallmatrix aus Perlit und Ferrit verteilt. Die Graphitflocken sind etwas dicker und zahlreicher. Sie sind während des Gießens leicht zu kontrollieren, haben eine gute Schneidleistung und sind weit verbreitet. .
Grauguss mit Perlit: Feiner und gleichmäßiger Flockengraphit ist auf der Perlitmatrix verteilt. Es hat eine hohe Festigkeit und Härte und wird hauptsächlich zur Herstellung wichtiger mechanischer Teile verwendet.
Leistungsmerkmale von Grauguss
Gussleistungsmerkmale von Grauguss
Grauguss hat hervorragende Gusseigenschaften. Seine chemische Zusammensetzung liegt nahe am eutektischen Punkt, das geschmolzene Eisen hat eine gute Fließfähigkeit und es können sehr komplexe Teile gegossen werden. Aufgrund des großen spezifischen Volumens von Graphit wird außerdem die Schrumpfung des Gussstücks während der Erstarrung reduziert, was den Prozess vereinfachen, die Spannung des Gussstücks verringern und ein dichtes Gefüge erzeugen kann.
Mechanische Eigenschaften von Grauguss
Die mechanischen Eigenschaften von Grauguss sind relativ gering. Seine Zugfestigkeit ist geringer als die von Stahl, und seine Plastizität und Zähigkeit sind ebenfalls schlecht. Graphit ist in Flocken verteilt, die effektive Auflagefläche ist relativ klein, und die Graphitspitze neigt zur Spannungskonzentration, so dass die Festigkeit, Plastizität und Zähigkeit von Grauguss geringer sind als bei anderen Gusseisenarten. Die Druckfestigkeit von Grauguss ist jedoch relativ hoch und beträgt im Allgemeinen das 3-4-fache seiner Zugfestigkeit. Grauguss mit Perlitmatrix hat eine hohe Härte und Verschleißfestigkeit.
Verschleißfestigkeitseigenschaften von Grauguss
Grauguss hat eine bessere Verschleißfestigkeit. Dies liegt daran, dass Graphit selbst eine schmierende Wirkung hat und die Hohlräume nach dem Graphitfall Schmieröl aufnehmen und speichern können, wodurch die Gussteile eine gute Verschleißfestigkeit aufweisen. Darüber hinaus enthält das Gussstück Phosphoreutektikum mit hoher Härte, was die Verschleißfestigkeit weiter verbessern kann.
Korrosionsbeständigkeitseigenschaften von Grauguss
Grauguss ist bis zu einem gewissen Grad korrosionsbeständig. Grauguss kann in einigen schwachen Säuren, schwachen Laugen, Wasser und Gas korrosionsbeständig sein. Allerdings ist die Korrosionsbeständigkeit von Grauguss im Vergleich zu einigen speziellen korrosionsbeständigen Materialien relativ begrenzt.
Zerspanungseigenschaften von Grauguss
Grauguss hat eine gute Zerspanungsleistung aufgrund der schmierenden und spanbrechenden Wirkung von Lamellengraphit auf das Werkzeug. Die Zerspanungsleistung von Grauguss selbst hängt von der Matrixstruktur und der Härte ab. Die Ferritmatrix ist die beste, gefolgt von der Perlitmatrix. Bei Vorhandensein von freiem Zementit nimmt die Schneidleistung stark ab.
Grauguss-Sorten und Anwendungen
Es gibt viele Graugusssorten, die gängigsten sind HT100, HT150, HT200, HT250, HT300, HT350 usw.
| HT100 | HT100 wird für die Herstellung einfacher Gussteile verwendet, die nur leichten Belastungen ausgesetzt sind, wie z. B. Abdeckungen, Außenabdeckungen, Paletten, Ölwannen, Handräder, Handrahmen, Bodenplatten, Griffe und Formen für Stahlblöcke, Gegengewichte für Hochöfen in metallurgischen Anlagen, Gewichte für Stahlöfen usw. |
| HT150 | HT150 kann mäßigen Biegebelastungen standhalten und wird für die Herstellung von Getrieben, Auspuffrohren, Luftansaugrohren in landwirtschaftlichen Fahrzeugen sowie für Teile verwendet, die einer relativen Bewegung und Abnutzung ausgesetzt sind, wie z. B. Werkbänke. |
| HT200 | HT200 wird für die Herstellung von Gussteilen verwendet, die mäßigen Biegespannungen ausgesetzt sind und einen Druck zwischen den Reibungsflächen von mehr als 500 MPa aufweisen, wie z. B. Arbeitstische für Werkzeugmaschinen, Schlitten, Sockel, Kfz-Getriebe, Ansaug- und Auspuffrohre, Pumpengehäuse, Ventilgehäuse, Ventildeckel usw. |
| HT250 | HT250 eignet sich für die Herstellung von Gusseisenplattformen, Gusseisen-Flachplatten, Anreiß-Flachplatten, Gusseisen-Werkbänken, Montage-Flachplatten, Schweiß-Flachplatten, Zahnrädern, Nivelliergeräten, Werkzeugmaschinenbetten, Durchbiegungsmessern, großen Gussteilen usw. |
| HT300 | HT300 eignet sich für die Herstellung von Gussteilen, die einer hohen Biegebeanspruchung ausgesetzt sind und eine hohe Luftdichtigkeit erfordern, wie z. B. dreidimensionale flexible Schweißplattformen, schwere Werkzeugmaschinenbetten, Zahnräder, Nocken, große Motorkurbelwellen, Zylinderblöcke, Hochdruckzylinder, Walzwerksböden usw. |
| HT350 | HT350 wird bei der Herstellung von Drehbänken, Stanzpressen und anderen schweren Maschinen verwendet, die größeren Belastungen ausgesetzt sind, wie z. B. Maschinensockel, Walzschlitten aus Stahl, Walzen, Verkokungssäulen, zylindrische Mischerzahnkränze, Stützradsitze, usw. |
Wärmebehandlung von Grauguss
Es gibt verschiedene Wärmebehandlungsverfahren für Grauguss, darunter vor allem die folgenden:
Spannungsarmglühen
Um die Eigenspannung des Gussstücks zu beseitigen, seine geometrischen Abmessungen zu stabilisieren und den durch das Schneiden verursachten Verzug zu verringern oder zu beseitigen, muss das Gussstück spannungsarm geglüht werden. Die chemische Zusammensetzung des Gusseisens muss bei der Bestimmung der Spannungsarmglühtemperatur berücksichtigt werden. Die Spannungsarmglühtemperatur für gewöhnliches Grauguss beträgt in der Regel 550 °C, für niedrig legiertes Grauguss 600 °C und für hoch legiertes Grauguss kann sie auf 650 °C erhöht werden. Die Erwärmungsrate beträgt im Allgemeinen 60°C. ~120℃/h. Die Haltezeit hängt von der Erwärmungstemperatur, der Größe und der strukturellen Komplexität des Gussstücks und dem Grad des erforderlichen Spannungsabbaus ab. Die Abkühlungsgeschwindigkeit beim Spannungsarmglühen von Gussstücken muss langsam sein und liegt im Allgemeinen bei 20 bis 40°C/h. Wenn das Gussstück auf unter 200 bis 150°C abgekühlt ist, kann es aus dem Ofen luftgekühlt werden.
Graphitierungsglühen
Ist kein eutektischer Zementit im Gussstück vorhanden oder ist seine Menge gering, kann ein Niedrigtemperatur-Graphitisierungsglühen durchgeführt werden; ist die Menge an eutektischem Zementit im Gussstück groß, muss ein Hochtemperatur-Graphitisierungsglühen durchgeführt werden. Beim Niedertemperatur-Graphitisierungsglühen wird das Gusseisen graphitiert und der eutektische Zementit granuliert, wodurch die Härte des Gusseisens verringert und seine Plastizität erhöht wird. Beim Hochtemperatur-Graphitisierungsglühen wird das Gussstück auf eine Temperatur oberhalb der Obergrenze von Ac1 erhitzt, so dass sich der freie Zementit im Gusseisen in Austenit und Graphit auflöst. Nachdem das Gusseisen eine Zeit lang warm gehalten wurde, wird es je nach der gewünschten Matrixstruktur auf unterschiedliche Weise abgekühlt.
Normalisierung
Der Zweck des Normalisierens von Grauguss ist es, die Festigkeit, Härte und Verschleißfestigkeit von Gussstücken zu verbessern, oder als vorbereitende Wärmebehandlung für das Oberflächenabschrecken, um die Matrixstruktur zu verbessern. Im Allgemeinen wird das Gussstück bis zur Obergrenze von Ac1 30 ~ 50℃ erhitzt, so dass sich das ursprüngliche Gefüge in Austenit umwandelt, und dann wird es aus dem Ofen entnommen und nach einer gewissen Zeit an der Luft abgekühlt; Gussstücke mit komplexen oder wichtigen Formen werden normalisiert, bevor innere Spannungen beseitigt werden. glühen.
Abschrecken und Anlassen
Beim Abschrecken wird das Gussstück auf eine Temperatur von Ac1 Obergrenze + 30 ~ 50℃, in der Regel 850 ~ 900℃, erhitzt, so dass sich das Gefüge in Austenit umwandelt, und bei dieser Temperatur gehalten und dann abgeschreckt, in der Regel durch Ölabschrecken. Anlassen Um Graphitisierung zu vermeiden, sollte die Anlasstemperatur im Allgemeinen unter 550 °C liegen.
Oberflächenabschrecken: Um die Oberflächenhärte, die Verschleißfestigkeit und die Ermüdungsfestigkeit bestimmter Gussstücke zu verbessern, kann das Oberflächenabschrecken eingesetzt werden. Sowohl Grauguss als auch Gusseisen mit Kugelgraphit können oberflächengehärtet werden. Im Allgemeinen werden Oberflächenabschreckung durch Induktionserwärmung mit hoher (mittlerer) Frequenz und Oberflächenabschreckung durch elektrischen Kontakt verwendet.
In diesem Artikel werden die verschiedenen Merkmale, Herstellungsverfahren und Anwendungsbereiche von Grauguss eingehend erörtert und analysiert. Bei der Untersuchung der Zusammensetzung von Grauguss haben wir festgestellt, dass der Gehalt an Kohlenstoff, Silizium, Mangan und anderen Elementen einen erheblichen Einfluss auf die Leistung des Gussteils hat. So kann beispielsweise eine angemessene Erhöhung des Siliziumgehalts die Festigkeit und Zähigkeit von Grauguss effektiv verbessern, ein zu hoher Siliziumgehalt führt jedoch zu einer Abnahme der Härte der Gussteile. Aufgrund ihrer guten Verschleißfestigkeit, Stoßdämpfung und Kostenvorteile werden Graugussstücke häufig im Automobilbau, in der Maschinenindustrie und in anderen Bereichen eingesetzt.
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