Gussteile aus Grauguss im Vergleich zu Gussteilen aus duktilem Eisen

Der Graphit in der Graugussstruktur liegt in Form von Flocken vor, und der Graphit in der Gusseisenstruktur mit Kugelgraphit liegt in Form von Sphärolithen vor. Wenn das Gusseisen mit Kugelgraphit einen ähnlichen Klang wie Kohlenstoffstahl hat, bedeutet dies, dass die Sphäroidisierungsrate des Gusseisens mit Kugelgraphit relativ hoch ist. Und der Klang von Grauguss-Schlagzeug klingt dumpf. Anhand des Aussehens des Bruchs (nicht der bearbeiteten Oberfläche) können Sphäroguss und Grauguss leicht unterschieden werden. Mit bloßem Auge sind die Kristallkörner des Graueisenbruchs relativ grob, grau-weiß und die Kristalloberfläche weist metallisches Licht auf. Die Bruchkristallkörner von Sphäroguss sind sehr klein, schwarz-grau. Bei hoher Sphäroidisierungsrate entsteht nahezu kein metallischer Glanz. Liegt ein weißlicher Glanz vor, ist die allgemeine Situation, dass weißes Mundgewebe auftritt. Was das Schmelzverfahren betrifft, wird dem Grauguss beim Schmelzen Sphäroguss mit Impfmittel und Sphäroidisierungsmittel zugesetzt, um den Graphit von dispergiertem Flockungsmittel in kugelförmig umzuwandeln, um die Fragmentierung von Ferrit zu reduzieren und die Festigkeit zu erhöhen.

Der Unterschied in der Struktur von Grauguss und Sphäroguss führt zu großen Unterschieden in ihren Eigenschaften. Die Festigkeit und Plastizität von Gussteilen aus Grauguss ist gering. Dies liegt daran, dass der Flockengraphit die Matrix spaltet und eine Spannungskonzentration verursacht. Gleichzeitig sind Graugussteile spröde und verfügen über gute Schwingungsdämpfungseigenschaften. Daher wird Grauguss hauptsächlich zur Herstellung verschiedener Kästen und Sockel verwendet, die geringe Festigkeitsanforderungen stellen und hauptsächlich Druckbeanspruchungen tragen. Bei Gussstücken aus Gusseisen mit Kugelgraphit hat der Kugelgraphit die geringste Risswirkung auf die Matrix und die Spannungskonzentration ist am geringsten, sodass seine Festigkeit sehr hoch ist, was mit Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt vergleichbar sein kann. Gleichzeitig kann duktiles Gusseisen die Leistung der Matrix voll ausschöpfen und weist ein gewisses Maß an Plastizität und gute Zähigkeit auf. Darüber hinaus ist die Gussleistung von Sphäroguss besser als die von Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt. Daher wird duktiles Gusseisen häufig zur Herstellung von Teilen mit hohen Anforderungen an die Zähigkeit und komplexen Formen verwendet, wie z. B. Kurbelwellen von Verbrennungsmotoren, Pleuelstangen usw. Sphäroguss lässt sich im Allgemeinen durch Wärmebehandlung verfestigen, während Grauguss aufgrund des Einflusses von Lamellengraphit im Allgemeinen nicht durch Wärmebehandlung verfestigt werden kann.

Sphäroguss hat einen absoluten Festigkeitsvorteil. Die Zugfestigkeit und Streckgrenze von Gussstücken aus Sphäroguss sind viel höher als die von Gussstücken aus Grauguss. Der Zugfestigkeitsbereich von Grauguss liegt bei 100–350 MPa, während der Zugfestigkeitsbereich von Sphäroguss bei 350–700 MPa liegt. Auch duktiles Gusseisen stellt Anforderungen an die Dehnung, während bei Grauguss diesbezüglich nur geringe Anforderungen gelten. Das Festigkeitsverhältnis von Sphäroguss ist viel besser als das von Gusseisen. Sphäroguss ist hinsichtlich der Korrosionsbeständigkeit mit Gusseisen identisch.

Die Festigkeit von Sphäroguss ist mit der von Stahlguss vergleichbar. Sphäroguss hat eine höhere Streckgrenze. In den meisten kommunalen Anwendungen, wie Wasser, Salzwasser, Dampf usw., übertreffen die Korrosionsbeständigkeit und Oxidationsbeständigkeit von Sphäroguss die von Gussstahl. Aufgrund der Kugelgraphit-Mikrostruktur von Kugelgraphitguss ist Kugelgraphitguss im Hinblick auf die Reduzierung der Vibrationsfähigkeit besser als Stahlguss und trägt daher besser zur Spannungsreduzierung bei. Kugelgraphitguss wird als das „beste Metall der beiden Welten“ bezeichnet, was bedeutet, dass Kugelgraphitguss die Festigkeit von Gussstahl und die ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit von Gusseisen aufweist. Der Kostenunterschied zwischen Gusseisen und Sphäroguss beträgt 500 US-Dollar pro Tonne.