Gusseisen

Gusseisen: nicht oder schlecht schmiedbare Eisen-Kohlenstoff-Legierung zur Herstellung von Formteilen durch Gießen. Gusseisen wird vorwiegend durch Umschmelzen von Roheisen und Schrott in Kupolöfen oder Elektroofen, seltener in Flamm- oder Siemens-Martin-Öfen erzeugt. Hauptbegleitelemente des Gusseisens sind Kohlenstoff (2,4 bis 4,5 %) und Silizium (0,3 bis 1,6% bei weißerstarrendem beziehungsweise 0,8 bis 3,0 % bei grauerstarrendem Gusseisen), durch die der Schmelzpunkt um 250 bis 300 K niedriger liegt als bei Stahlguss. Gusseisen ist damit leichter Schmelz- und gießbar. Beim grauerstarrenden Gusseisen (graues Bruchgefüge durch den als Graphit ausgeschiedenen Kohlenstoff) unterscheidet man Gusseisen mit Lamellengraphit (Zeichen GGL, frühere Bezeichnung Grauguss) mit einer Zugfestigkeit von 100 bis 400 MPa und einer kaum messbaren Dehnung. GGL wird trotz seiner Sprödigkeit wegen günstiger Herstellungs- und Verarbeitungstechnologien häufig verwendet. Gusseisen mit Kugelgraphit (Zeichen GGG, frühere Bezeichnung Sphäroguss) mit Zugfestigkeit von 400 bis 1000 MPa und einer Dehnung von 15 bis 2 % ist als Substitutionswerkstoff für Stahl geeignet. Die Herstellung ist aber komplizierter als die von GGL. Weißerstarrendes Gusseisen (weißes Bruchgefüge, da Kohlenstoff als Zementit, Fe3C, gebunden vorliegt) besitzt eine große Härte und wird als Hartguss für verschleißfeste Teile eingesetzt. Bei Schalenhartguss sind nur die Außenzonen weiß erstarrt; im Inneren scheidet sich infolge langsamer Abkühlung Graphit aus. Weißes Gusseisen ist auch das Ausgangsmaterial für Temperguss, bei dem sich erst bei einer Langzeitglühung bei etwa 1000°C der Kohlenstoff als Graphit in Knotenform ausscheidet (frühere Bezeichnung schwarzer Temperguss) oder in oxydierender Ofenatmosphäre herausdiffundiert, so dass ein stahlähnliches Gefüge entsteht; bei schwachwandigen Stücken vollständig (frühere Bezeichnung weißer Temperguss), bei starkwandigen nur aus der Randzone (Schwarzkernguss). Für Sonderzwecke (zum Beispiel säurefester Guss) wird Gusseisen auch legiert und hochlegiert erschmolzen (zum Beispiel bis 18 % Silizium und beziehungsweise oder bis 30 % Chrom).