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Technisches Handblatt Nr. 2
Gusseisen mit Kugelgraphit EN-GJS (GGG)
Definition
Normen
Gusseisen mit Kugelgraphit
EN-GJS (auch Sphäroguß
genannt), ist ein Eisen-Kohlenstoff-Werkstoff, dessen als
Graphit vorliegender C-Anteil
überwiegend globular (kugelförmig) ausgebildet ist. Dieser
Kugelgraphit, der bereits im
Gusszustand vorliegt, kennzeichnet das Werkstoffverhalten von
Gusseisen mit Kugelgraphit.
Durch die kugelförmige Ausbildung des Graphits ist die
Kerbwirkung minimal. Dadurch
wird eine hohe Zugfestigkeit bei
guter Bruchdehnung erreicht.
DIN EN 1563 - Gusseisen mit
Kugelgraphit, Werkstoffsorten,
unlegiert und niedriglegiert
Allgemeintoleranzen und
Bear-beitungszugaben:
- DIN 1685 - gültig für
alle Konstruktionen
vor August 1998
- DIN ISO 8062 - gültig für
alle Konstruktionen
ab August 1998
DIN EN 10002-1, Metallische
Werkstoffe, Zugversuch
Teil 1: Prüfverfahren
(bei Raumtemperatur)
DIN EN 6506, Metallische
Werkstoffe, Härteprüfung nach
Brinell – Teil 1: Prüfverfahren
DIN EN 10045-1, Metallische
Werkstoffe – Kerbschlagbiegeversuch nach Charpy – Teil 1:
Prüfverfahren
Einfluss der chemischen
Zusammensetzung
a) Grundelemente
Gusseisen mit Kugelgraphit enthält im wesentlichen dieselben
Elemente wie Gusseisen mit
Lamellengraphit (jedoch in anderer Größenordnung). Zur Ausbildung des kugelförmigen
Graphits wird ein gewisser Anteil an Mg benötigt. Die Begleitelemente C, Si und Mn üben den
größten Einfluss auf die Zugfestigkeit, Dehnung und Brinellhärte aus. Je höher der C- und
Si-Gehalt liegt, desto geringer ist
die Festigkeit bzw. der HB-Wert,
wobei die Dehnung ansteigt.
b) Legierungselemente
Durch Legieren können besondere Eigenschaften wie Härtbarkeit, Korrosions- und Temperaturbeständigkeit erreicht werden.
Sonderlegierungen
Mechanische und Gebrauchseigenschaften wie Temperaturwechsel-, Verschleißfestigkeit und
Verzunderungsbeständigkeit können durch Variation der Legierungszusammensetzung und/
oder Wärmebehandlung gezielt
beeinflusst werden.
Durch Zulegierung von Silizium
und Molybdän läßt sich eine erhöhte Temperaturwechselbeständigkeit bzw. eine erhöhte Zugfestigkeit bei hohen Temperaturen
erreichen – die sog. SiMo-Werkstoffe (vgl. Technisches Handblatt
Nr. 9) sind dadurch als Konstruktionswerkstoffe für Abgaskrümmer
und Turbolader einsetzbar.
Durch gezielte Wärmebehandlung bietet die Gruppe der ADIWerkstoffe (vgl. Technisches
Handblatt Nr. 8) im Vergleich
zum Gusseisen mit Kugelgraphit
bei gleichen Dehnungswerten
etwa doppelt so hohe Festigkeiten
und tritt damit in Wettbewerb zu
Schmiede- bzw. Stahlgussteilen.
Mechanische und physikalische Eigenschaften von Gusseisen mit Kugelgraphit
Werkstoff-Kurzzeichen
Werkstoff-Nummer
alte Bezeichnung nach DIN 1693 (bis
Zugfestigkeit1)
Rm
0,2%-Dehngrenze1)
Rp0,2
Bruchdehnung mind.1)
A
Brucheinschnürung
Z
Bruchzähigkeit
Brinellhärte HB
Elastizitätsmodul
E
°
Poisson-Zahl
Kerbfestigkeit
–
Schubmodul
G
Scherfestigkeit
T
Biegefestigkeit
bW
Kerbschlagarbeit
Av
Zug-Druck-Wechselfestigkeit zdW
Dichte
Wärmeleitfähigkeit
Thermische Längenausdehnung 1)
2)
1.3.1998)
N/mm2
N/mm2
%
%
kN/mm2
EN-GJS-400-15
EN-JS 1030
GGG-40
400
250
15
30 – 15
135 – 180
169
0,275
>Rm
N/mm2
kN/mm2
N/mm2
N/mm2
J
±N/mm2
kg/dm3
7,1
W/ (m · K) (36,2) 3)
10-6m/ (m · K) 12,5
EN-GJS-450-10 EN-GJS-500-7
EN-JS 1040
EN-JS 1050
GGG-50
450
500
310
320
10
7
20 – 2
23
25
160 – 210
170 – 230
169
169
0,275
0,275
>Rm
405
7,1
36,2
12,5
Gewährleisteter Mindestwert nach DIN EN 1563, Tabelle 1.
Bei (-– 20 2) C
Rev. 07/04.2006
450
7,1
35,2
12,5
EN-GJS-600-3
EN-JS 1060
GGG-60
600
370
3
8–3
20
190 – 270
174
0,275
~Rm
EN-GJS-700-2
EN-JS 1070
GGG-70
700
420
2
6–2
15
225 – 305
176
0,275
~Rm
0,4 · Eo
540
630
~(0,61 – 0,00026Rm) · Rm
–
–
~(0,43 – 0,000192Rm) · Rm
7,2
7,2
32,5
31,1
12,5
12,5
EN-GJS-800-2
EN-JS 1080
GGG-80
800
480
2
4–2
14
245 – 335
176
0,275
<Rm
EN-GJS-400-18-LT
EN-JS 1025
GGG-40.3
400
240
18
32 – 17
30
130 – 175
169
0,275
>Rm
720
360
–
12 1) 2)
7,2
31,1
12,5
7,1
36,2
12,5
®
Einteilung der EN-GJS-Sorten in Abhängigkeit von Gefügeausbildung und mechanischen Eigenschaften
EN - GJS
700 - 2
EN - GJS
600 - 3
EN - GJS 500 - 7
EN - GJS 400 - 15
Gusseisen mit Kugelgraphit nach DIN EN 1563
Gewährleistete Eigenschaften an getrennt gegossenen Probestücken*)
Kurzzeichen
Werkstoffnummer
Zugfestigkeit
mind.
N/mm2
EN-GJS-400-15
EN-JS 1030
400
EN-GJS-500-7
EN-JS 1050
500
EN-GJS-600-3
EN-JS 1060
600
EN-GJS-700-2
EN-JS 1070
700
EN-GJS-800-2
EN-JS 1080
800
EN-GJS-400-18-LT
EN-JS 1025
400
* Besonders bei Wanddicken über 50 mm und kompakten
0,2%-DehnBruchKerbschlagarbeit (Proben mit V-Kerb)
grenze
dehnung
Mittelwert
Einzelwert
mind.
mind.
aus drei Proben
N/mm2
%
min.J
min.J
250
15
–
–
320
7
–
–
370
3
–
–
420
2
–
–
480
2
–
–
240
18
12 bei – 20°C
9 bei – 20°C
Gussstücken empfehlen sich Vereinbarungen zwischen Hersteller und Verbraucher;
Gefüge
(Anhaltsangabe)
vorwiegend ferritisch
ferritisch/perlitisch
perlitisch/ferritisch
vorwiegend perlitisch
perlitisch
–
vgl. DIN EN 1563.
Gusseisen mit Kugelgraphit, unlegiert und niedriglegiert,
Eigenschaften im angegossenen Probestück nach DIN EN 1563
Sorte
Kurzzeichen
EN-GJS-400-18U-LT
Werkstoffnummer
EN-JS 1049
EN-GJS-400-15U
EN-JS 1072
EN-GJS-500-7U
EN-JS 1082
EN-GJS-600-3U
EN-JS 1092
EN-GJS-700-2U
EN-JS 1102
Maßgebliche
Wanddicke
des
Gussstückes
Dicke des
Zugangegossenen festigkeit
Probestückes Rm
mm
von 30 – 60
über 60 – 200
von 30 – 60
über 60 – 200
von 30 – 60
über 60 – 200
von 30 – 60
über 60 – 200
von 30 – 60
über 60 – 200
mm
40
70
40
70
40
70
40
70
40
70
min.
N/mm2
390
370
390
370
450
420
600
550
700
660
0,2%-Dehngrenze
Rp0,2
Bruchdehnung
A5
min.
N/mm2
230
220
250
240
300
290
360
340
400
380
min.
%
15
12
14
11
7
5
2
1
2
1
Kerbschlagarbeit bei –20 ° C
(Proben mit V-Kerb)
Av
Av
Mittel aus
Einzelwert
3 Proben
min.
min.
J
J
12
9
10
7
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
Anhaltswerte für die 0,2%-Dehngrenze in N/mm2 (min.) bei Wanddicken
Sorte
bis 50 mm
>50 bis 80 mm
>80 bis 120 mm
>120 bis 200 mm
EN-GJS-400-15
EN-GJS-500-7
EN-GJS-600-3
EN-GJS-700-2
250
290
360
400
240
280
340
380
230
270
330
370
230
260
320
360
Gefüge
(Anhaltsangabe)
vorwiegend
ferritisch
vorwiegend
ferritisch
ferritisch/
perlitisch
perlitisch/
ferritisch
vorwiegend
perlitisch