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Werkstoffkunde 2 (Fach) / Gusseisen (Lektion)

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• Wie viel Kohlenstoff enthält ein Gusseisenwerkstoff? Oberhalb 2,06% und meistens unter 4%
• Vor- und Nachteile Gusseisen gegenüber Stahl Vorteile:- geringere Schmelztemperatur -> Formen/Werkzeuge billiger, halten länger, niedrige      Energiekosten- engeres Erstarrungsintervall mit geringerer Neigung zu Seigerung- besseres Formfüllungsvermögen -> filigranere Geometrien möglich- geringere Schwindung -> weniger Lunker und Eigenspannungen Nachteile:nicht so zäh wie Stahl!
• Gusseisen kann stabil oder metastabil erstarren. Welche Phasen bilden sich bei Erstarrung nach dem stabilen System, welches bei Erstarrung nach dem metastabilen System? Nennen Sie die Maßnahmen bzw. Bedingungen für stabile und metastabile Erstarrung. (6) Stabiles System: Fe-C sehr langsame Abkühlung Kohlenstoff als Graphit viel Silicium > 0,2% Grauguss Metastabiles System: Fe-Fe3C, Zementit rasche Abkühlung wenig Silicium
• Warum ist das Standard-Gusseisen so spröde und wie kann man Abhilfe schaffen? Normalerweise bildet sich der Graphit als Lamellen, bei Zugbeanspruchung wirken diese wie scharfkantige Kerben -> sehr hohe Spannungskonzentrationen an den Spitzen= geringe Festigkeit und spröder als Stahl Abhilfe: Gusseisen mit Kugelgraphit - durch Zulegieren von Cer, Magnesium, Calcium, Impfen mit FeSi -> gute Festigkeit  und Zähigkeit ähnlich Stahl
• Welche Formen kann Graphit in Gusseisen annehmen? Benennen Sie die Werkstoffe und skizzieren Sie die Gefüge. (4) Lamellengraphitlamellar - GJL Kugelgraphitkugelförmig - GJS Vermiculargraphitwurmförmig - GJV Temperkohleflockig, knotig - GJM
• Welcher der genannten Werkstoffe (GJL, GJS, GJV,GJM) verhält sich unter Zugbelastung am schlechtesten und warum? (2) Lamellengraphit, die Graphitlamellen wirken als innere Kerben
• Welches Gefüge hat weißer Temperguss? Wie wird er hergestellt?Welche Einschränkungen bestehen bezüglich der Werkstückabmessungen? Zementit zerfällt in der ersten Glühstufe zu Austenit und TemperkohleWährend der zweiten Glühstufe zerfällt der Austenit zu Ferrit und Temperkohle Herstellung entkohlen geglüht: in den Randzonen helles weißes Bruchgefüge, daher weißer Temperguss. Kohlenstoff wird freigesetzt und reagiert an der Oberfläche mit Sauerstoff - allmähliche Entkohlung Aufgrund des Herstellprozesses nur kleine, dünnwandige Bauteile bis 30mm Wanddicke und 100kg
• Was ist GJS 450-10? Was geben die Zahlen an? GJS steht für Gusseisen mit Kugelgraphit 450 = Zugfestigkeit in MPa10 = Bruchdehnung in % (bleibende Verlängerung der Probe nach dem Bruch, bezogen auf die Anfangsmesslänge)
• Warum sind Bauteile aus Stahlguss wesentlich schwieriger herzustellen als solche aus Gusseisen? hohe Gießtemperatur starke Schwindung starke Lunkerneigung grobkörniges Gefüge mit geringer Zähigkeit Seigerung
• Nennen Sie Anwendungen für GJL und GJS GJL- Maschinenbett, Getriebegehäuse für Windkraftanlage GJS- Kurbelwelle für PKW- Differentialgetriebgehäuse- Rotornabe für Windkraftanlage- hochbeanspruchte Bauteile mit komplexer Geometrie
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• Welcher Unterschied besteht per Definition zwischen Gusseisen und Stahl? Stahl hat weniger als 2,06% Kohlenstoff, Gusseisen mehr

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