Gußeisenwerkstoffe: Teil 2 Tafelband [Reprint 2020 ed.] 9783112327067, 9783112327050

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F ü r d i e in d i e s e m B u c h e n t h a l t e n e n A n g a b e n w i r d k e i n e G e w ä h r h i n s i c h t lich der Freiheit von gewerblichen Schutzrechten (Patente, Gebrauchsm u s t e r , W a r e n z e i c h e n ) ü b e r n o m m e n . A u c h d i e in d i e s e m B u c h w i e d e r g e g e benen Gebrauchsnamen, Handelsnamen und Warenbezeichnungen dürfen nicht als f r e i z u r a l l g e m e i n e n B e n u t z u n g im S i n n e d e r W a r e n z e i c h e n - u n d M a r k e n s c h u t z - G e s e t z g e b u n g b e t r a c h t e t w e r d e n . Die V e r l e t z u n g d i e s e r R e c h t e ist im Rahmen der geltenden Gesetze strafbar und verpflichtet zu Schadenersatz .

CIP-Kurztitelaufnahme

der Deutschen

Bibliothek

Nechtelberger, Erich Gußeisenwerkstoffe: E i g e n s c h a f t e n unlegierter u. niedriglegierter Gußeisen mit Lamellengraphit, K u g e l g r a p h i t , V e r m i c u l a r g r a p h i t im T e m p e r a t u r b e r e i c h bis 500 C / h r s g . v o n d. F o r s c h u n g s V e r einigung für Verbrennungskraftmaschinen e.V., Frankfurt/Main. - Berlin : Schiele & Schön. ISBN Teil

3-7949-0303-X

2. T a f e l b a n d . - 1.

ISBN ©

Aufl. - 1977.

3 7949 0 3 0 3 X

1977 Fachverlag Schiele & Schön Harkgrafenstraße

11, D-1000 Berlin

GmbH 61

A l l e R e c h t e , i n s b e s o n d e r e das d e r Ü b e r s e t z u n g in f r e m d e S p r a c h e n , v o r b e h a l t e n . O h n e a u s d r ü c k l i c h e G e n e h m i g u n g des V e r l a g s i s t es a u c h n i c h t gestattet, dieses Buch o d e r T e i l e d a r a u s in i r g e n d e i n e r F o r m zu vervielfältigen . Druck: Georg Messer KG, D-6102 P r i n t e d in G e r m a n y

Pfungstadt

Gußeisenwerkstoffe Eigenschaften unlegierter und niedriglegierter Gußeisen mit Lamellengraphit/Kugelgraphit/Vermiculargraphit im Temperaturbereich bis 500° C Teil 2: Tafelband

von

Dipl.-Ing. Erich Nechtelberger Österreichisches Gießerei-Institut, Leoben

Herausgegeben von der Forschungsvereinigung für Verbrennungskraftmaschinen e.V., Frankfurt/Main

1977 Fachverlag Schiele & Schön GmbH, Berlin

Tafel

Zusammensetzung von GUS SEI SEIT MIT LAMELLMGRAPHIT (GGL) FÜR ZYLIMDEEDECEEL

195

2

155)

3.53

1,67

3

156) 15«)

3,21

1,25

0,75 0,85

0,13 0,0«

0,06

1,5«

0,86

0,14

k.A.

0,6-0,7

0,15-0,30

0,11

0,12

183

Zu£f««t /-* >28,5 22

*JUUAC*C 3. 10-Vc ijur

22,5

Nltmblahl

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0,5-0,7

—

—

0,4-0,5 0,50

Cr-Co-l.tt.rt 5 6

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2)3)139)212)

9

93)

10

21)

0,65

2,15

3,35

7 8

3)

1,65-2,0

3,1-3,25

53)

3,5-3,7

1,8-2,2

0,6-0,9

3,3-3,5 2,8-3,2

1,8-2,0

0,6-0,9

i n gm t

0,3 0,65

0,12

10,05 10,15

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10,1

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0,2-0,4

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12

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13 14

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3,34

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3,36

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3,3«

2,16

4)

3,40

17

100)

3,2-3,5

3,1

0,6

1,9 1,10

3,29

10,1

1,2 1,1«

—

—

—

0,4 0,39

0,36 0,56

0,11 0,18

0,22

_

0,14

0,11

0,15

0,22

0,18

0,15

0,13

0,48

0,91

0,23

0,12

0,20-0,45

0,12

0,15-0,40

0,69

0,12

0,068

2,20

0,65

2,12

0,65

0,15 0,1«

2,33

0,65 0,67

1,8-2,3

0,6-0,8

0,20

Cr—Il-Ctt-1 » i l t r t 0,14

280

32,8

1,15 0,23 -

—

0,03-0,08^Tt

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C 1 5

GGIL

*

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unleg.

•

Susseisen

0.16

0^22

3,13 S 1,02 0,77 1,21 0,09

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CM

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CM

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CM

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CM

CM

P.

M

CM

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H

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P.

M

3

N

Tafel

18? '

Mechanische Eigenschaften unleg. GGL-Sorten und Spannungsabhängigkeit des E-Moduls (Nach ff.N.J. Gilbert

Zugfestigkeit N/mm

155

185

215

265

310

355

400

Druckfestigkeit N/mm

620

690

765

875

985

1095

1205

Druckfest./Zugfest.

4,0

3,7

3,6

3,3

3,2

3,1

3,0

103,5

111,7

120,0

129,7

137,9

141,4

144,8

E -Modul „ ° kN/mm Abfall in kN/mm je N/mm Zug-

2

beanspruchung für elast. Dehng. für ffesamt-oN dehnung '

1

0,357

0,301

0,245

0,212

0,178

0,156

0,134

0,536

0,460

0,404

0,320

0,246

0,198

0,161

Druckbeanspruchung

kein nennenswerter Abfall

Poisson Zahl Brinell-Härte 1)'Tangentenmodul 'Sekantenmodul Vgl. auch Bild 48

0,26 134-164

149-18« 162-199

1$2-223 261-247 226-276 250-305

Tafel

19s

Mechanische Eigenschaften der nach DIN 1693 genormten (tucleg. und niedriglegierten) Normalsorten von Grusseisen mit Kugelgraphit. (Nach G. Kuhn und H. Reuter 2 0 2 ^)

Werkstcffkurzzoichen

3GG-40

GG3-50

GGG-60

G3G-70

GGG-80

Werk9toff-Nr.')

0.7040

0.7050

0.7060

0.7070

0.7080

Gefüge

0,2%-Dehngrenze 2. 3. *)

°zB 00,2

Bruchdehnung 2. 3)

6s

Brinellhärte

HB 30

Brucheinschnürung

Zugfestigkeit 2. 3)

.

j

^

•

perlitisch

3

400

500

600

700

800

N/mm 2

250

320

380

440

500

15

7

3

2

N/mm

%

120 bis 180

•r1

%

Elastizitätsmodul 5 )

Eo

N/mm 3

Druckfestigkeit

18 bis

32

150 bis 240 7 bis

14

175 bis 290 4 bis

2

210 bis 320 3 bis

12

8

230 bis 360 2 bis

6

160 000 bis 185 000

"dB

N/mm 3

700 bis 1000

900 bis 1100

1000 bis 1200

1100bis1300

1100 bis 1300

Biegefestigkeit

°bB

N/mm 3

750 bis 900

850 bis 1000

900 bis 1100

1000 bis 1200

1000 bis 1200

0,2 %-Quetschgrenze

N/mm 3

Scherfestigkeit

°dF T aB

Schubmodul

G

N/mm 3

Poisson'sche Zahl Schlagbiegezähigkeit ') bei 20 ° C

H 3b

J/cm 3

80 bis 150

Kerbschlagarbeit 7 ) bei 2 0 ° C

Av

J

12 bis

Umlaufbiegewechselfestigkeit •)

°bW

N/mm 3

Zug-Druck-Wechselfestigkeit *)

"zdW

N/mm 3

°zsch "dsch "bsch

N/mm 3

220

260

N/mm 3

280

420

N/mm 3

300

280

N/mm 3

,0

)

Biegeschwellfestigkeit '°)

5

) ') 7 ) a ) ') ,0 )

17

60 bis 100 5 bis

40 bis

80

I

14

20 bis

60

4 bis

8

im Gußzustand ~ 1,8, weichgeglüht oder vergütet ~

Druckschwellfestigkeit ">)

') 3 ) 3 ) 4 )

~ 0,9 -°8 65 000 bis 67 000 0,28 bis 0,29

Kerbempfindlichkeit')

Zug-Schwellfestigkeit

— 1,2 - Oo,2

41] 41)

~

(0,61-0,0026 o B )

20 bis

60

1,6

°B

~ (0,43-0,00192 o B )

Nach DIN 17007. Bei Wanddicken > 5 0 mm empfehlen sich Vereinbarungen über die zu gewährleistenden Eigenschaften. Nach DIN 1693 gewährleistete Eigenschaften. Bei den ferritischen Sorten ist es zulässig, anstelle der 0,2%-Dehngrenze die aus dem Maschinendiagramm zu ermittelnde Streckgrenze anzugeben, unter Berücksichtigung der in den Erläuterungen zu DIN 1693 aufgeführten eingeengten Verfahrensbedingungen gegenüber DIN 50145 (z. Z. Entwurf). Bevorzugt abhängig von der Graphitmenge. Ermittelt an ungekerbten DVM-Proben nach DIN 50115. Ermittelt an gekerbten DVM-Proben nach DIN 50115. (Siehe auch Tafel 2: Sorten mit gewährleisteter Kerbschlagarbeit.) Nach Mühlberger, H.: Gußeisen mit Kugelgraphit, VDI-Zeitschrift, Bd. 98 (1956), Nr. 24 Nach Kaune, A.: Arbeitstagung „GuQeisen mit Kugelgraphit", 1967, Metallgesellschaft AG Nach Hansel, P.: Mechanische Eigenschaften von Gußeisen mit Kugelgraphit. Informationsblatt Nr. 16 (1966) des Zentralinstituts für Gießereitechnik, Leipzig.

11

^ z u korrigieren auf (0,61 - 0,00026 . 2 0 0 mm e m p f e h l e n sich V e r e i n b a r u n g e n über die A n g u ß p r o b e und d i e zu g e w ä h r l e i s t e n d e n E i g e n schaften. ') B e i d e r ferritischen S o r t e ist e s zulässig, anstelle der 0 , 2 % Dehngrenze, die aus dem M a s c h i n e n d i a g r a m m zu ermittelnd e untere S t r e c k g r e n z e (DIN 50145) anzugeben, unter B e -

11 9

vorwiegend ferritisch

rücksichtigung der in den Erläuterungen angeführten eing e e n g t e n V e r f a h r e n s b e d i n g u n g e n g e g e n ü b e r DIN 50144.

')

')

s

B e i der S o r t e mit d e m K u r z z e i c h e n G G G - 4 0 (Werkstoff-Nr. 0.7040) wird die K e r b s c h l a g z ä h i g k e i t entsprechend DIN 1693, Blatt 1 nicht gewährleistet.

) W e r d e n aus G r ü n d e n einer erhöhten V e r s c h l e i ß b e s t ä n d i g k e i t Mindesthärtewerte vorgeschrieben, so sind Zugfestigkeit und D e h n u n g nicht gewährleistet.

Tafel

25«

Vergleich des Einflusses von je 1 % Zusatz verschiedener Elemente auf die mechanischen Eigenschaften von ferritischem Gusseisen mit Kugelgraphit (wärmebehandelt, mit Ausnahme bei Mo) (Nach K. Röhrig u. Mitarb. 1 4 ))

Bei Z u s a t z v o n 1 % des E l e m e n t s

Element

Anstieg d e r Zugfestigkeit Streckgrenze

Bereich

%

N/mm

Si

1

N/mm

79 bis 84

Abfall der Dehnung

Abfall der Dehnung

Anstieg d e r Übergangstemp.

°C

%

°C

3

78

%

2

78 bis 84

Anhaltszahlen f ü r eine Steigerung der S t r e c k g r e n z e u m 100 N / m m 2 Anstieg der Übergangstemp.

2 bis 3

49 bis 76

P

0,03 bis 0,1 0,02 bis 0,08

bis 240*)

bis 480*)

50

4 0 0 bis 1300 357***)

Mn

0,3 bis 0,6 0,2 bis 1,2

0 bis 55 55

0 bis 50 45*)

2 8

100

14

220

4 0 bis 43 40 4 0 bis 45

1,5 1,5 bis 3

10 6 5

5

18

0 bis 4,6

35 bis 48 30 30 bis 35

Ni

Schrifttum

3, 5, 1 5 , 4 0 5, 15 40 5, 15 3,4 15 6 16

0 bis 0,5

65

63

5

55

8

87

18

Cu

0 bis 1,0

75

70

3,3

47

5

67

24

Sn

0 bis 0,06

V

0 bis 0,2

Co

0 bis 6

Mo**)

600 160

100

14

10

12

0,5

12

> 50

14 4,2

50

34

(75)

37, 38

•) nicht linearer Anstieg **) GuQzustand ••*) Übergangstemperatur: DVM-Kerbschlagzähigkeit = 1 5 J / c m :

Tafel

26:

Vergleich des Einflusses verschiedener Legierungselemente auf die mechanischen Eigenschaften von perlitischem Gusseisen mit Kugelgraphit (Nach K. Röhrig u. Mitarb. Z u s a t z 1,0%

Bereich

Element

Si

%

2 bis 3,5*) 1,6 bis 2,6*) 1,6 bis 2,6**)

Mn

0,1 bis 1,2*) 0,3 bis 1,5*) 0,4 bis 1,5**)

Ni

0 bis 3*)

Cu

0 bis 1*) 0,5 bis 2,0**)

Mo

0 bis 0,5**) 0 bis 1***)

Sn

0,003*) 0,08**)

Cr

Zugfestigkeit N/mm2

Anstieg der 0,2-Grenze N/mm2

- 1 0 bis + 4 0 0 -100

80 60 70

•) normalisiert

1,4 0 bis 10 10

%

2 1,7

42 28, 41 28

3 2*»**>

3 6, 9 6, 9

—

1,1

*) /

165 80 bis 100 45 bis 180

40 14 bis 45 0 bis 70

60 bis 70

45 bis 60

20 bis 30

0 , 3 bis 1,0

1,2

3, 6

150 140 bis 165

120 bis 135

30 27

0 0 bis 0,7

0 0,3

24 23

2 3

19 18

4,5 8

26 26

_ 320 130

0 185 - 4 0 bis + 6 3 0 - 3 4 0 bis - 1 2 0 0

4 4 0 bis 550 340 bis 470 200 1«C

-240 0

**) Gußzustand

*) Zitate nach

%

Schrifttum

3,8 2,2 bis 5 0 , 6 bis 3****)

210 60 0 bis 140

0,05 bis 0,5**) 0,12 bis 0,5*/

Brinellhärte HB

Abfall der Dehnung

Anhaltszahlen f ü r den A b f a l l d e r D e h n u n g bei Anstieg der Streckgrenze u m 100 N / m m 2

_ 25

7 4

187 bis 2 1 0 180 bis 290

19 bis 27 31 bis 35

70 55

•*•) normalisiert und auf gleiche OB angelassen

1 4

\

S. 24.

8 3,7****) * • • • ) Dehnungen z.T. unter 3%

2,2****) • • • • • ) Dehnungen z.T. unter 2%

Tafel

27:

Einflusg von Molybdän auf die Festigkeit von bei 900 C normalisiertem und bei 595°C angelassenem Elsen. Anlassdauer: 8 h beim unlegierten und 13 h beim legierten Werkstoff

Zugfestigkeil N/r.im 2

Strockgrenze N/mm 2

Dehnung % (L = 50mm)

25-mm-Y-Block, unlegiert und mit 0,5% Mo

795 784

475 637

8,25 4,75

75-mm-Y-Block, unlegiert und mit 0,5% Mo

770 754

498 627

4,80

Tafel

28:

Zusatz 0/

entnommen aus

14

Zugfestigkeit N/mm2

) , T. 6.)

Streckgrenze N/mm2

Brinellhärte HB

Dehnung

Gefüge

Wärmebehandl.

191 280 229 285

12,0 2,5 6,0 3,0

30% Ferrit Perlit 10% Ferrit Perlit, etwas Lcdeburit

Gußzustand

269 269

2,9 2,2

%

560 730 710 800

5 6

0,86 Cu 0,83 Cu, 0,14 Cr

770 750

7 8

0,26 Cr 0,90 Cu, 0,24 Cr

672 680

255 269

2,7 2,3

9

0,25 Cr, 0,88 Cu

750

255

2,3

10

0,22 Cr, 0,92 Cu

673

241

1,9

11 12

0,33 Cr, 0,80 Cu 0,36 Cr, 0,73 Cu

764 743

241 235

4,2 4,4

13

0,23 Cr

640

229

4,9

14

0,21 Cr, 0,86 Cu

764

235

4,5

15

0,38 Cr, 0,33 Mo, 0,47Ni

580

300

0,6

3 4

> , T. 5.

3,75

0,67 Ni 1,09 Ni, 0,30 Cr 0,60 Ni, 0,29 Cr 1,11 Ni, 0,29 Cr, 0,47 M o

1

14

Mechanische Eigenschaften von niedrig legierten Gusseisensorten mit Kugelgraphit (Uach

Nr.

Nach J.Z. Briggs u. M. Krön,

320 465 370 480

_

52

Perlit

körniger Perlit

Perlit, Ledeburit

P

Mn

%

%

1

3,39

1,73

0,41

0,051

2,4

3,14

1,56

0,44

0,051

3

3,77

1,63

0,36

0,046

5, 6,11, 12 3,23 bis 3,36 2,60 bis 2,80 1,16 bis 1,34 0,046bis 0,065 7

-,28

2,41

8, 10

3,25

3,12 bis 3,40

1,22

0,072

9, 13

3,24

2,74

1,14

0,065

3,30

2,45

1,31

0,14

15

Schrifttumsangaben nach

1

32

930°C/I3 h, 860/1,5 h

33

700°C/3,5 h dto.

Si

%

650°C/3,5 h dto.

Perlit, 10% Ferrit

C

%

31

610°C/3,S h dto.

Basiseisen Nr.

Schrifttum T V

0,068

Abschn. 2.1.11

32

940°/14 h 690°/ll h 690°'4 h

33

Gußzust.

39

Tafel

29:

Mindestwerte für Festigkeit und Dehngrenzen verschiedener Qualitäten von Gusseisen mit Kugelgraphit für Zug- und Druckbelastung. (Fach G.N.J. Gilbert 7 5 ^).

Zugfestigkeit N/mm 2

370

420

495

570

650

725

168

182

185

261 273 287

309 324 340

213 355 386

232

224 236 250

199 332

12-20

7-15

198

227

247 250

Dehngrenzen unter Zugbelastung Proport.Grenze 0,1 ^-Grenze 0,2 ^-Grenze 0,5 ^-Grenze

p N/mm N/mm 2 N/mm

2

N/mm

2

Bruchdehnung

%

17-25

386

433

417 463

2-7

2-5

2-5

263

280

294

318

284

329

368

287 290

337 345

349 366 392

439

399 426 47O

355 386

Dehngrenzen unter Druckbelastung Proport. Grenze

N/mm

0,1 ^-Grenze

N/mm

0,2 ^-Grenze 0,5 ^-Grenze

o p

N/mm

2

N/mm

2

253

396

Tafel

30:

Zusammensetzung, Gefügeausbildung und Eigenschaften der Gusseisen der Bilder 97 und 98

GGG 80

Gusseisen Zusammensetzung i> C 1o Si io Mn 1o P $ S 1o Mg Zugversuch a zB

„ N / W

2

°0,2

N / m m

a

^Z™

0,1 CT 0,01 6

2

N/mm

$

N/mm2 o,oi Bruchstau'chung

E Q -Modul

kN/mm 2

Grundgefüge $ Ferrit $ Perlit

$

GGG 40

GGI 30

3,65 2,70 0,37 0,100 0,004 0,035

3,46 2,57 0,31 0,036 0,011 0,036

3,20 1,53 0,73 0,12 0,081

855 595 577 415

555 379 n.b. n.b.

458 n.b. n.b. n.b.

262 n.b. n.b. n.b.

n.b.

0,80

nicht messbar 305

689 n.b.

nicht messbar 590

a

5o

3,46 2,57 0,31 0,036 0,011 0,036

6 1 0 = 2,7

Druckversuch 2 adB N/mm cTQ 2 N/mm o N/mm 1

GGG

65 =

3,0

nicht messbar 417

—

558

398

n.b.

n.b.

390

306

262

n.b.

nicht messbar

14,6

nicht messbar

nicht messbar

178

171

169

126

10 90

50 50

90 10

< 5 >95

Probenbezeichnung

SGP

SGPFB

SGFC

GG 30/ 20mm Platte

nach Lit.-Angabe

224)

224)

224)

69)

in m

c m —

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3 33

495 451 412 34 3

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«i.b. 3.0 5,2 3.5

167 ¿57 160 167

461 392

490 412

300

2,5 4, l 4.5 4,0

167 152 154 164 152 137 157

¿7

50 I')0 1»0

265

il*

34«

362

4-1 45 46 47

25 50 100 ISO

373 J58 J2J 200

427 402 36» 342

461 427 388 373

50 5 441 407 392

634

4.7 4,5 4,5 3, 3

64 6* 66

e* 50 }00 150

417 343 336 361

461 412 387 397

435 441 412 422

310 461 441 441

873 820 696 692

5.0 5.5 3.5 4,2

159 152 154 149

84

23 50

451 417 373 361

446 397 397

500 471 422 427

853 817 735 607

4.2 4.2 4.0 3.7

157

100 150

377 173 323 294

481

8* *7

74»> 700 667 352 788

Probe Nr.

k-N' < fn m ^

169 131 154

normalgeglüht Wandel i c k «

4

tffllOl N/mm2

N/mm2

N/mm

N/mm2

N/mm2

t:

11 12 13 14

2$ 50 100 150

333 397 392 407

412 44« 470 461

. 2 4.8 1.4 4.2

\ 70 183 172 177

A

Zusammensetzung der Eisensorten siehe Bild 82a.

Tafel

36:

Einfluss von Si-Gehalt und Wärmebehandlung auf Dauerfestigkeitsverhalten und Kerbempfindlichkeit von Gusseisen mit Kugelgraphit. (Nach K.B. Palmer 7 7 ^).

Zustand

ungekerbt

a

B o K /mm

a

bW R/mm 2

CT /a

B bW

gekerbt a

bW-K N/mm 2

a

PK bv/°bW-K

ferritisch geglühte Proben 1,2 + Si 1,9 Si 2,6 £ Si

355 416

178

0,50

139

1,28

209

0,50

1,59

473

193

0,41

131 116

1,67

perlitisch u. perl. -sorbitisqhe Proben Gusszustand

660

301

0,46

209

1,44

normalgeglüht

1040

340

0,33

209

1,63

crB CT

bW

= =

Zugfestigkeit ü m l a u f M ® g e w e c l : i s ® ] - f ® s 1 ; i g k e i ' t ungekerbter Proben

ir = Umlaufbiegewechselfestigkeit gekerbter Proben (45°-V-Kerbe, r = 0,25 mm, 0 = 10,6 mm)

dw-J!l

Tafel

37:

Richtwerte zur Berechnung der Dauerbiegewechselfestigkeit von GGG im ungekerbten und gekerbten Zustand. (Fach E.B. P a l m e r 7 7 )

o-g min Qualität

N/mm

164)

)

ungekerbt

gekerbt

2 a

bW

mln

N/mm 2

a

bW-K

N/mm 2

miD

GGG 40 ferrit.

400

0,50.a B

200

°' 6 5 ' C T bW = 0 ' 5 2 ' C T B

130

GGG 50 ferr.-per]

500

0,45.ctb

225

0,60.cr bW =0,27.a B

135

GGG 70 perlit.

700

0,40.ctb

280

0,60.a b W =0,24.a B

170

Tafel

38:

Einfluss der Probengrösse auf die Dauerwechselfestigkeit von GGG (Nach BCIRA-Untersuchungen, entnommen aus

Qualität

mm

gekerbt

ungekerbt

d1> N/mm 2

a

bW N/mm 2

a

bW/aB

a

bW-K

a

bv/0bW-K

N/mm 2

10,6

605

232

0,38

162

1,43

25

590

216

0,37

124

1,75

51

560

170

0,30

122

1,40

ferritisch

10,6

420

193

0,46

116

1,66

(geglüht2^

25

426

174

0,41

99

1,76

51

420

139

0,33

65

2,14

perlitisch (Gusszustand)

1 ) d = Durchmesser der bearbeiteten Probe (alle Proben wurden aus Keilproben gleicher Abmessungen herausgearbeitet) 8 h 900°C, 16 h 690°C, Ofenabkühlung

Tafel

39i

Dauerschwingfestigkeit bei Schwellbiegung, Weohselbiegung und Wechselverdrehung von GGG-Werkstoffen (Nach K. Hornung u. A. Rist 1 7 5 )).

a)

Chemische Zusammensetzung

Werkstoff GGG-40 GGG-60 GGG-70

C %

Si %

Mn %

P %

S %

b)

Zug 0.2Werkstoff festigkeit grenze

Mg %

in kp/mrrt^ [• daN/mm^i

3.64-3.70 2 A 3 - 2 5 8 0A6-0.54 3,57-3,72 2A5-2.55 0,50-0.54 i

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Tafel

45:

Einfluss der Wanddicke auf die mechanischen Eigenschaften von Gusseisen mit Vermiculargraphit im Gusszustand (Nach J. Sissener u. M i t a r b . 1 2 1 ) )

Probe

Nr.

E rachme liung

5275/77

2285/7

Kupolofen

Induktionsofen

Chemische Zusammensetzung % C % Si f. Mn % P S vor Behandlung % S nach Behandlung % V % Ti G raphitausbildung nach (1) % K % L f M •}. N % P Wanddicke

tnm

tf F e r r i t % Perlit

3, 52 2,06 0,45 0.04 0.012 0. 008 0, 20 0, 08

3. 37 2, 97 0,20 0,045 0, 076 0, 014

0 0

0 95

5 95

25

180

25

60

100

90 10

85 15

35 65

35 65

30 70

Zugfestigkeit

N/mm^

376

317

381

302

298

0,2-Grente

N/mm^

305

268

309

268

251

Dehnung

%

Härte HB 30/5

4. 6 161

4.9 153

1.4 202

1. 5 187

1.3 166

Tafel

46:

Zusammensetzung und Eigenschaften von ferritisch geglühtem GGV. Angegossene Proben von Zylinderdeckeln nach Bild 146 (Nach E.H. E i e m e r 1 2 9 ^ ) .

Charge

Zusammensetzung in %

Nr.

Si

Mn

P

S

Ce

HB

N/mm!

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* iE 10~ 6 /£ für Temperaturbereich Li °C

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4M.

11 Zvlschesstufengefilge (Balnlt

23

213).

GGG 40 (ierrltlach geglüht)

11 4

11 6 11 8

24

213)

SOS 60 (perlltlsch

11 4

11 8 ' 12 5 12 5

25

68)

5,3

13,3 13,6 13,7 14,1 14,0

5 9 8 9 9

11 10 11 11

9 9 9 10

8 8 8

6 7 6 4 4

Naflelgefüge)

15 0

5

3 5 2

12,5 12,8 12,8

16 5

GTJSSZISZT MIT I Ü B U S S A P H U

Guaazustand)

13,4 13 0

GUSSIISiTT MIT VSFrlCTLAJlGRAPEIT 3,6

2,5

0 05

12 0

13 2

13,4

Tafel

51a;

Wärmeleitfähigkeit der Gefügebestandteile in Eisenlegierungen (Nach E. M e y e r - R ä s s l e r 6 ^ ) VHraalaltflttilgkatt b«l °0

QafUgabaataodtall 0

Graphit paxallal sor Sasiaabana aankrachi sur 3aaiaabana ?«rrlt IfiUt Zamentlt Umraqhimiig:

Tafel

bla

500

100

cal/cB.a.°C

w/em.I

cal/cB.a.°C

0,7 - 1,0

2,93-4,19

0,2-0,3

ca.

0,2

1000 cal/«B.j.°0

W/OB.K

0,84-1,26

w/en.I

0,1-0,15

0,42-0,63

0,07

0,29

ca. 0,84

0,17-0,19 0,12 0,017-0,020

0,71-0,80 0,50 0,071-0,084

0,1 0,105

0,42 0,44

' cal/ca.a.°C « 4,'368 w/c».I

51b:

Guasaiaanaorta

Vergleichswerte der Wärmeleitfähigkeit von Gusseisen mit Lamellengraphit und Gusseisen mit Kugelgraphit im Bereich bis 100 C (Nach H. Kempers 6 4 ))

ferrltlsch oal/'om.3.°C

parlitiach

w/cm.I

eal/cB.a.°0

K/cm.I

Ml

0,10-0,15

0,42-0,63

0,09-0,12

0,38-0,50

000

0,08-0,!0

0,33-0,42

0,05-0,08

0,21-0,33

Graphitgehalt der Proben

Wärmeleitfähigkeit cal/cm • sec • °C

Steigerung der Wärmeleitfähigkeit

zäher Grauguss 2,16 GG 2,15

0,129 0,100

29

zE'-er Grauguss 2,31 GG 2,33

0,13a 0,107

3t

zäher Grauguas 2,92 GG 2,M

0,158 0,12«

29

Tafel

52:

Vergleich der Wärmeleitfähigkeit von zähem Graugus s*und üblichem Gusseisen mit Lamellengraphit (GG) bei vollständig perlitischem Grundgefüge und gleichem Graphitgehalt der Proben (Nach K.H».Kleemann u. F. Triches 2 5 ')

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Tafel

54:

Berechnung der Wärmespannungen einer llodellplatte.

Wird eine ebene, nicht eingespannte dicke Platte nach Bild 169 a einseitig erwärmt, so wird sie sich spannungsfrei nach Bild 169b ausdehnen. Wird die Platte jedoch, wie in Bild 169 c angedeutet, an ihrer Ausdehnung teilweise behindert, so entstehen in der heissen Zone Druck- und in der kalten Zone Zugspannungen. Diese lassen sich0nach S.P. Timoshenko und J.N. Goodier sowie nach D.J. Johns 1857 „ nach folgender Beziehung errechnen; 1

OC.E.aT

max

2 ( 1 -Y)

worin E oc &T Y

= -

E-Modul Wärmeausdehnungskoeffizient Temperaturdifferenz Poisson-Zahl

Berechnungsgang:

Z

X n

Tt

*

L

d T,

A 7"

Plattendicke Temp, auf heisser Seite Temp, auf kalter Seite

Werden die Oberflächen z » ± d/2 einer Platte auf zwei unterschiedlichen Temperaturen Tj^ und T 2 gehalten, dann stellt sich nach einer gewissen Zeit ein stationärer Wärmefluss ein. Die Temperatur ist dann durch eine lineare Funktion gegeben: T

=

1 2

W(T-

T 0 ) ** —k— (T. "- a T 0) 1 *+ l2' 2 2'

d/2

Tafel

Für

54:

T2 - O

Fortsetzung 1

ergibt T

T

-

1

sich:

(1 + 2

z - f - > bzw.

A T

Nach S.P. Timoshenko u. J.N. G o o d i e r 1 8 4 *

(1 + 2

2

-§- )

(S. 436) ist + d/2

6x

0

co

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rH 00 CO «k O

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H - H >0

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Tafel

Bildteil

56:

a:

Hinweise auf die zur Erstellung des Bildes 170 und der Tafel 55 verwendeten Eigenschaftskombinationen aus dem Schrifttum . Gusseisen mit Lamellengraphit

Warmzugfestigkeit nach den Bildern 23 2 ^ und 24 5 8 ^ Zugdruckwechselfestigkeit nach Bild

Dauerfestigkeits-

verhältnis 0,30 für GG 20 und 0,35 für GG 30 (vgl. Kapitel 4.2.1.7) Zugschwellfestigkeit

6" s c h

nach Bild 60 (GG 20) und

Bild 153 (GG 30) Warmstreckgrenze

für Druckbeanspruchung nach Bild 31

107) 139)

Zur Berechnung der thermischen Druckspannungen nach der Beziehung: .03

4

A

5

17

0

014

1.05

3 A

0

0 17 0 0 2 0 0 18 0 0 1 2 0 075 0 020 0 062 0 023 0 057 0 021 0 0&8 0 019 0 057 0 018 0 045 0 , 0 T 6 0 045 0 016 0 042 0 015

1.20

2

A

1.04

2

A

1.03

3-4

A

1.09 1.01

2 A 2-3

A

0 0

0 20

10

0.98

3

A

0.89

3-4

A

5 0

0,84

4

A

0,65

4-5 A

0

0.77

5

A

0

0

Zusammensetzung und Gefügeausbildung von Temperaturwechselproben der Bilder 206 bis 210. (Nach T. Namai 148 ))

Tafel

62:

Temperaturwechselrissverhalten verschieden legierter GGL-Sorten nach P.I. Talanov u. Mitarb. '

Zusammensetzung in % Si

Mn

Cr

Nr.

C

1

4,0

1,6

0,7

0,06

2

3,8

2,0

0,7

0,6

3

3,6

1,8

0,7

4

3,5

2,3

5

3,3

2,3

Ni

Temperaturwechsel bis zum Auftreten von Rissen

Cu

Mo

1,2

—

86

—

1,2

0,5

40

0,6

—

1,2

—

29

0,7

0,6

—

1,2

0,5

13

0,7

0,3

0,2

—

17

—

Tafeln

63a "bis c:

Bremstrommelwerkstoffe mit hoher thermischer Beständigkeit. Nach F. H e n k e 1 3 9 ^

Gußeisen f ü r Bremstrommeln und Bremsscheiben

Si

C 1 2 3 4 5

3 3 3 3 3

1-3 2-3 4-3 0-3 3-3

1 8-2 1 8-2 2.0 2 0-2 2 0-2

5 4 6 3 5

Zusammensetzung P Cr

Mi 2 4 4 3

0. 6 - 0 , 9 0 7-0,9 0,7 0, 7 - 0 , 9 7 0, - 0 , 9

' f. Mo

_

weitere

_

0,25 max. 0,15 max.

0,2-0,4

-

-

-

-

0, 1 m a x . 0, 15 m a x .

0,4-0,6 0,4-0,6

0, 5 5 - 0 , 5 0 0 3-0,4

0,2-0,4 0,2-0,5 bis 0,2 0,2 0,4

0 5-0,7 0 4-0,6 0 2-0,3 0,3 0.6

6 7 8 9 10

3 4-3 6 3 1-3 3 3 2-3 4 3.4 3.5

1 4-1 a 1 8-2 2 1 7-2, 2 1.6 1.6

0, 7 - 0 , 9 0, 6 - 0 , 9 0, 5 - 0 , 7 0,8 0,8

0, 0, 0, 0, 0,

11 12

3.4 3.4 3,9 3.8 3 5-3 8

2.2 2.2 1.4 2.15 1 8-2, 2

0,7 0,7 0,65 0,85 0, 6 - 0 . 9

0, 25 m a x . 0, 25 m a x . 0,12 m a x .

- U 14 • ü

in

15 1 12 15 12

max. max. max. max. max.

0,65 0.65 0,50

0 6 Cu; 0 , 0 4 S a 0 7 - 0 , 9 Ni 1 0 - 1 . 3 Cu 1 3 - 1 , 6 Ni 0 2 V 0,6 Ca 1 1 1 2

-

0,35 -

-

-

0, 05 m a x .

0.2-0,4

0,70 0 5-0,7

25 25 25 65

Cu Cu Cu; Ni

1 , 2 Ni

3a Ge f ü g e Graphit

G 2500 a

G 3500 b

G 3500 c

mind. 3,40 1,10 bis 1,70 0,60 bis 0,90 max. 0,15 max. 0, 12 nach Bedarf

mind. 3,40 1.10 bis 1,70 0.60 bis 0,90 max. 0,12 max. 0.15 nach Bedarf

miad. 3,50 1,10 bis 1,70 0,60 bis 0,90 max. 0,12 max. 0,15 nach Bedarf

179 bis 229 mind. 206 mind. 8,92 mind. 4,3

207 bie 255 mind. 240 mind. 10,7 mind. 6,1

T yp A Grafts 2 bis 4 LameUarer Perlit; etwa vorhandener F e r r i t nicht über etwa 15%

.

Zugfestigkeit N/mm2

207 228 248

-

1,25

-

BrineUharte

207 bis 255 mind. 240 mind. 10,7 mind. 6,1

Typ A, GröOe 3 bis 3 Feiner lamellarer P«rlit; freier Zementit oder f r e i e r Ferritinsgeeamt nicht Uber etwa 5 %

_

hA • * Eigenschaften verschiedener Gußeisen mit Lamellengraphit, die für die Temperaturwechselbestandigkeit von Bedeutung sind (Ausgangseisen: 3,0 bis 3,15*/» C, 1,7 bis 1,75 "/. Si, 0,6 bis 0,8"/. Mn, 0,12 •/• S max., 0,15 •/. P max.; Kielblöcke 6,5X9X45mm; aus saurem Kupolofen, geimpft) (10) Nr.

-

1 2 3 4 5 6 7 6 9 10 u 12 13 14 15 16 17

Guüei««n

"B N/mm* N/mm2

CG-25 269 CG >30 294 0,3?.St» 303 0,3%Sn 298 0,25 f. Ti 297 0,25 7, Tl. 0,4 «Cr 325 0,8 % W 315 lc,i!JW, t % Ni 323 0, 5 f. Mo 331 0.5 Mo, 1 % Cu 330 0,4 % Mo, 0,4 % Cr 29» 1 0,4 % Mo, 1.3 %Ni , 316 0,4?.Mo, 1.3%(N1+Cu) 302 308 0.25 r*. v 0.4ftCr 318 0,3 f. Cr. 1 f. Ni 314 2.2 % Cu 304 1,5 Cu, 1,5 f. NL 306 290 2,75 f. Ni'

875 897 848 834 920 878 1010 1000 946 9 66 821 972 9o2 892 1049 9)8 919 917 924

ar 0,35 0,32 0.29 0,30 0.32 0,31 0,32 0,33 0,31 0,30 0.31 0,30 0,30 0; 32 0,32 0,31 0,33 0,31 0.32

(Nach R. B e r t o d o 1 0 ^ ,

Tafel

65:

Wirmbei 300 ®C r. N/mm' 191 273 273 242 281 410 410 379 470 439 455 455 484 318 333 393 288 257 303

kN/mm2

0.5 0,41 0, 35 0,43 0,47 0,38 0,59 0,68 0,54 0,82 0.77 1.02 0.98 0,53 0.42 0,61 0,70 0.58 0,66

126 135 146 141 134 127 130 143 125 125 124 122 129 123 125 13S 141 138 133

Nach E. Nechtelberger 68)

(kp/mm2) (10~6 m/m °C) (cal/cm eec °C) bzw. üq-2 (kp/mm^) E, a X

ET = aB bzw.

210 226 252 240 233 248 232 233 234 233 227 229 220 228 238 231 237 238 231

entnommen aus

Thennieoher Spannungefaktor x ^ und thermisch« Belastbarkeit EP (Elcherbergfaktor) verschiedener Zylinderkopfguflseieen bei 400°C E n X oB

HB

GGV

GGG

1,04 - 1,63

1,91

2,77

13,5 - 19,0

10,5

7,5

GGL

9220 12,0 0,095 14,4

-

12530 12,5 0,107 31,0

13500 12 0,085 20

15500 12,5 0,07 22

koaffiziMt 10 m/imK 10,55 10,94 10,79 10,83 10,80 10,62 10,61 10,84 10,81 10,62 10,75 10.65 10.82 10,86 10.73 10,60 10,67 10,85 10,98

WtrflMl«lts*U W/ctn-K 0,47 0.45 0.44 0.41 0,41 0.43 0.46 0,46 0,44 0,44 0.44 0-.44 0,44 0,45 0,44 0,43 0,43 0.43 0,41

7)

1.0 1,3 1.2 1,2 1.5 2.3 2,4 2,2 2.9 2,7 2,8 2,9 2.8 1,9 2,0 2,2 1.4 1.4 1,6

Tafel

66:

Zusammensetzung, Gefügeausbildung und mechanische Eigenschaften der Gusseisen mit Lamellengraphit nach Bild 176b. 178 (Nach K. Morton u. P. W a t s o n ^)

ASC Sandguss

Bezeichnung

Zusammensetzung 1 C 1o Si 1 Mn 1 P 1 S 1 Cr % Ni 1o Cu 1 Mo 1 Sn S

c

A-Gröbe nach ASTM mittl. linearer Graphit Lamellenabstand pim mittl. Lamellenabstand des Perlits (am o Zugfestigkeit N/mm 0,1-Grenze Bruchdehnung Brinellhärte

N/mm^ $ HB 30/10

Zugf./Härte-Verhältnis

MCC Schleuderguss mit Sandauf 1 age

3,2 1,71 0,48 0,03 0,040 0,04 0,48 0,96 0,35 0,014

3,1 2,15 0,80 0,09 0,085 0,47 0,12 0,30 0,37 0,037

0,86

0,87

3-4

4-5

93

77

0,448

0,254

300 0,97 200

370 270 1,16 230

1,5

1,6

230

Tafel

67t

Entstehungsursachen der Porosität in Zylinderköpfen und ihre Beeinflussung durch die Herstellungsbedingungen. (Nach E.H. Caspers 2 6 5 M

SinfluQgröfle Eons? vrukCiva Voiultung jorc-und 8teo und Speiser PorDstoffe und-verlabren. Wattierung Schee IgführuM... ' Leg i e ru nga zuaa aisenX) aet zung, Spurenelemente Brst.er> ungaverhalten. Impfbehandlung GieBtemperatur und -seit Kühlkokillen, -oägel, -apiralen

Wirkung

Scbruapfung-

Gattierungsaufbau Gattierungaauschläg« 3chc.el2flihrunj Sehnelzüberbittung Abetebzeit, Behandlung Oien-unc: Pfannentrocknung xi Pfannenaauberkelt—Qieöeysteo. 5ieaiei8tung. Gießtenperatur. Konstruktive Gestaltung Foreatofie-^*iifbei2ge?