Gefüge von Gusseisenwerkstoffen

Gusseisenwerkstoffe sind Eisen-Kohlenstoff-Legierungen mit mehr als 2.0 Masse-% Kohlenstoff, deren Formgebung durch Gießen erfolgt. Obwohl die in der Praxis Verwendung findenden stabil erstarrenden Gusseisensorten durchweg über Siliziumgehalte bis zu etwa 3.0 Masse-% und Phosphorgehalte bis zu 1.0 Masse-% verfügen, stellt das in Bild 17-1 wiedergegebene stabile Eisen-Kohlenstoff Zustandsdiagramm die Basis für das Verständnis der bei diesen Werkstoffen auftretenden Phasen und Gefügezustände dar. Man kann davon ausgehen, dass bei sehr kleinen Abkühlgeschwindigkeiten und/oder bei Anwesenheit von Silizium kein Eisencarbid entsteht. Für das Umwandlungsgeschehen beim Abkühlen aus dem schmelzflüssigen Zustand bis zu Raumtemperatur sind die aus dem Zustandsdiagramm ersichtlichen Gleichgewichtszustände maßgeblich. Wie ein Vergleich von Bild 17-1 mit dem Fe,Fe3C-Diagramm in V14 zeigt, sind die eutektische und die eutektoide Gerade im stabilen System gegenüber dem metastabilen System zu etwas höheren Temperaturen verschoben. Der eutektische Punkt tritt bei 4.25 Masse-% C, der eutektoide Punkt bei 0.7 Masse-% C auf. Ferner ist die Löslichkeitsgrenze der γ-Mischkristalle für Kohlenstoff auf etwa 2.0 Masse-% verringert und die Liquiduslinie der übereutektischen Legierungen zu höheren Temperaturen verschoben. Die Punkte E’C’D’F’P’ S’K’ treten im stabilen System Fe,C an die Stelle der Punkte E C D F P S K des metastabilen Systems Fe,Fe3C. Zulegieren von Silizium führt zu einer Verschiebung der Punkte C’, E’ und S’ zu kleineren Kohlenstoffgehalten und zu einer merklichen Anhebung der eutektoiden Geraden.