In diesem Blogbeitrag befassen wir uns mit den verschiedenen Arten von Materialien, die in Gießverfahren verwendet werden. Als erfahrener Maschinenbauingenieur teile ich meine Erkenntnisse und mein Wissen mit Ihnen, damit Sie die Eigenschaften, Anwendungen und Vorteile der einzelnen Materialien verstehen. Tauchen Sie ein in die faszinierende Welt des Gießens und entdecken Sie, wie diese Materialien unsere Welt gestalten!
Die üblicherweise verwendeten Gussmetalle lassen sich grob in Eisen- und Nichteisenlegierungen unterteilen, die jeweils einzigartige, für verschiedene Anwendungen geeignete Eigenschaften aufweisen. Die Auswahl des Gussmetalls hängt von Faktoren wie mechanischen Eigenschaften, Kosten, Gewicht und Korrosionsbeständigkeit ab.
Zu den eisenhaltigen Gussmetallen gehören:
Zu den Nichteisen-Gussmetallen gehören:
1. Aluminium-Legierungen: Geschätzt für ihr geringes Gewicht, ihre Korrosionsbeständigkeit und ihr gutes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht. Weit verbreitet in der Automobil-, Luft- und Raumfahrtindustrie sowie bei Konsumgütern.
2. Kupferlegierungen:
3. Zink-Legierungen: Bieten gute Maßhaltigkeit und Oberflächengüte. Werden häufig im Druckguss für Automobil- und Elektronikkomponenten verwendet.
4. Magnesium-Legierungen: Das leichteste Konstruktionsmetall, das in der Luft- und Raumfahrt und in der Automobilindustrie verwendet wird, wo Gewichtsreduzierung entscheidend ist.
5. Titan-Legierungen: Bekannt für ihr gutes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht und ihre hervorragende Korrosionsbeständigkeit. Sie werden in der Luft- und Raumfahrt, bei medizinischen Implantaten und in Hochleistungssportgeräten verwendet.
Üblicherweise werden acht Arten von Gusswerkstoffen verwendet, darunter Grauguss, Temperguss, Sphäroguss, Vermicularguss und Stahlguss, Aluminiumguss Legierung, Gussbronze und Gussmessing, um nur einige zu nennen. Hier finden Sie Beschreibungen ihrer Eigenschaften und Anwendungen:
Grauguss ist bekannt für seine gute Fließfähigkeit und die geringe Schrumpfung beim Abkühlen. Es hat eine geringe Festigkeit, weist aber Plastizität und Zähigkeit auf.
Die Elastizitätsmodul von Grauguss schwankt je nach Gefüge zwischen 80.000 und 140.000 MPa. Seine Druckfestigkeit ist drei- bis viermal höher als seine Zugfestigkeit.
Neben diesen Eigenschaften weist Grauguss auch eine gute Verschleißfestigkeit und Vibrationsdämpfung auf und ist unempfindlich gegen Kerben. Außerdem ist es leicht zu bearbeiten. Allerdings ist sein Schweißen die Leistung ist schlecht.
Grauguss hat eine maximale Temperaturgrenze von 300 bis 400 °C, über die hinaus es einer längeren Belastung nicht standhalten kann. Trotz dieser Einschränkung ist es nach wie vor das am häufigsten verwendete Art von Gusseisen, auf die 85% bis 90% der gesamten Gusseisenproduktion entfallen.
Verformbares Eisen weist Eigenschaften auf, die denen von Grauguss unterlegen sind, aber denen von Gusseisen überlegen sind. Stahl. Es wird in erster Linie für die Herstellung kleiner, dünnwandiger Gussteile verwendet, die ein bestimmtes Maß an Festigkeit und Zähigkeit erfordern.
Außerdem weist Temperguss gute Eigenschaften auf Korrosionsbeständigkeit und Bearbeitbarkeit. Außerdem ist seine Kerbschlagzähigkeit drei- bis viermal höher als die von Grauguss.
Während grau Eisengussteile oft als qualitativ hochwertiger angesehen werden, sind Gussstücke aus duktilem Eisen immer noch weit verbreitet und bieten mehrere Vorteile. So ist duktiles Gusseisen beispielsweise für seine hervorragende Bearbeitbarkeit bekannt und kann seine Eigenschaften im Laufe der Zeit erheblich verändern Wärmebehandlung.
Duktiles Gusseisen weist außerdem eine höhere Zugfestigkeit als Grauguss und Stahlguss auf und hat ein besseres Verhältnis von Streckgrenze zu Zugfestigkeit als Temperguss und Stahl.
Außerdem hat es die beste Plastizität unter den Gusseisen, obwohl seine Schlagzähigkeit zwischen der von Stahlguss und Grauguss liegt.
Duktiles Gusseisen zeichnet sich auch in anderen Bereichen aus, z. B. durch seine hervorragenden Tieftemperatureigenschaften und seine hohe Ermüdungsfestigkeitdie mit dem Stahl #45 vergleichbar sind, aber weniger empfindlich auf Spannungskonzentrationen reagieren als Stahl.
Außerdem bietet es eine gute Verschleiß-, Hitze- und Korrosionsbeständigkeit.
Ein weiterer Vorteil von duktilem Gusseisen ist seine Vibrationsfestigkeit Dämpfung Verhältnis, das im Vergleich zu Stahl und Grauguss 1:1,8:4,3 beträgt.
Aufgrund dieser Eigenschaften wird duktiles Eisen zunehmend als wichtiger Werkstoff für verschiedene Anwendungen eingesetzt, obwohl es in der Vergangenheit den Ruf hatte, fehleranfällig zu sein.
Die mechanischen Eigenschaften von Gusseisen mit Vermiculargraphit liegen zwischen denen von Grauguss und Sphäroguss, was es zu einem Material mit guter Festigkeit, Hitzebeständigkeit und Verschleißfestigkeit macht.
Im Vergleich zu Gusseisen mit Kugelgraphit ist seine Gussqualität besser und mit der von Grauguss vergleichbar.
Seine Festigkeit ist mit der von Sphäroguss vergleichbar, und es hat ähnliche Schwingungsdämpfungseigenschaften, Wärmeleitfähigkeit und Gussleistung wie Grauguss. Es hat jedoch eine bessere Plastizität und Ermüdungsbeständigkeit als Grauguss.
Gusseisen mit Vermiculargraphit enthält zwangsläufig einen gewissen Anteil an Kugelgraphit, der seine Festigkeit und Steifigkeit erhöht, aber die Gießbarkeit von geschmolzenem Eisen beeinträchtigen kann. Dies kann auch die Verarbeitbarkeit und Wärmeleitfähigkeit von Gussstücken beeinträchtigen.
Die Gießleistung von Stahlguss wird aufgrund der geringen Fließfähigkeit und der hohen Schrumpfung oft als schlecht angesehen.
Sie hat jedoch ein hohes Maß an mechanische EigenschaftenDazu gehören hervorragende Festigkeit, Zähigkeit und Plastizität. Tatsächlich ist die Zugfestigkeit von Stahlguss fast genauso hoch wie seine Druckfestigkeit.
Zusätzlich zu diesen Eigenschaften verfügen Spezialstahlgüsse über einzigartige Merkmale wie Hitzebeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit.
Die Dichte der Aluminiumlegierungen ist nur ein Drittel so hoch wie der von Eisen, was es zu einer idealen Wahl für die Herstellung leichter Strukturen macht.
Einige Aluminiumlegierungen können durch Wärmebehandlung weiter verfestigt werden, was ihre Gesamteigenschaften verbessert.
Bronze wird in zwei Arten unterteilt: Zinnbronze und zinnfreie Bronze. Zinnbronze weist eine hervorragende Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit, hohe Festigkeit und Härte auf.
Es lässt sich jedoch schlecht gießen und ist anfällig für Entmischung und Schrumpfungsporosität. Das Abschrecken verbessert seine Festigkeit nicht.
Zinnfreie Bronze wird in der Regel aus Aluminiumbronze oder Bleibronze hergestellt, die schlechtere Gusseigenschaften aufweisen. Aluminiumbronze zeichnet sich durch eine hohe Festigkeit und eine hohe Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit aus.
Andererseits hat Bleibronze eine hohe Ermüdungsfestigkeit, eine gute Wärmeleitfähigkeit und eine ausgezeichnete Säurebeständigkeit.
Große Schrumpfung, hohe allgemeine Festigkeit, gute Plastizität, gute Korrosionsbeständigkeit und Verschleißfestigkeit.
Gute Schnittleistung.
| Graues Gusseisen | Verformbares Eisen | Sphäroguss | Gusseisen mit Vermiculargraphit | |
| Morphologie des Graphits | Flockig | Flockungsmittel | Globale | Vermicular |
| Zusammenfassung | Gusseisen, das durch vollständige Durchführung der ersten Graphitierungsstufe gewonnen wird | Weißes Gusseisen ist eine Art von Gusseisen mit hoher Festigkeit und Zähigkeit, das durch Graphitierung gewonnen wird. Glühen | Sphärographit wurde durch Sphäroidisierung und Beimpfung gewonnen | Vermikulierter Graphit wurde durch Vermikulierung und Beimpfung gewonnen |
| Gießbarkeit | gut | Schlechter als Grauguss | Schlechter als Grauguss | gut |
| Schnittleistung | gut | gut | gut | sehr gut |
| Abriebfestigkeit | gut | gut | gut | gut |
| Festigkeit/Härte | Ferrit: niedrig Perlit: hoch | Höher als Grauguss | Sehr hoch | Höher als Grauguss |
| Plastizität / Zähigkeit | Sehr niedrig | Ähnlich wie Stahlguss | Sehr hoch | Höher als Grauguss |
| Anmeldung | Zylinder, Schwungrad, Kolben, Bremsrad, Druckventil, etc. | Kleine und mittlere Teile mit komplexe Form und Lageraufprall, wie Schraubenschlüssel, landwirtschaftliche Werkzeuge und Getriebe | Teile, die eine hohe Festigkeit und Zähigkeit erfordern, wie z. B. Kurbelwelle und Ventil eines Verbrennungsmotors | Teile, die unter Wärmeschock dauerhaft funktionieren können, wie z. B. Zylinderköpfe von Dieselmotoren |
| Bemerkungen | Geringe Kerbempfindlichkeit | Schmieden und Pressen ist nicht erlaubt | Hohe Hitzebeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Dauerfestigkeit (2-mal höher als bei Grauguss) | Wärmeleitfähigkeit, thermische Ermüdungsbeständigkeit, Wachstumsbeständigkeit und Oxidationsbeständigkeit |
Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.
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