Werkstoffe & Metallurgie
Werkstoff Gusseisen
Gusseisen ist eine Eisen-Kohlenstoff-Legierung mit mindestens 2 % Kohlenstoff, üblich 2 bis 4 %, plus Silizium. Der Kohlenstoff liegt als Graphit vor, nicht als Zementit wie im weißen Eisen, und das Material wird in eine Form gegossen — nicht gewalzt und nicht geschmiedet.
Der Schmelzbereich liegt tiefer als bei Stahl, und die Gießtemperatur ergibt sich aus Liquidus plus Überhitzung, je nach Sorte und Wand oft 1280 bis 1450 °C. Bei Röth liegt sie typisch um 1400 °C, nicht bei 1100 °C nahe dem Solidus; die Überhitzung füllt dünne Rippen, hält Oxide in Lösung und gibt der Speisung Zeit.
Röth gießt in Mosbach Grau- und Sphäroguss nach DIN EN 1561 und DIN EN 1563 — Grünsand, HWS 5 bis 200 kg, Disamatic 0,2 bis 30 kg. Die Begriffe selbst stehen im Lexikon zu Gusseisen; hier zählt, welche Familie ins Gehäuse gehört und was die Zeichnung tragen muss, bevor die Schmelze fährt.
Inhaltsverzeichnis
Was trennt die Familien?
| GJL | GJS | Nicht im Angebot | |
|---|---|---|---|
| Graphit | Lamelle | Kugel nach Magnesium | Vermicular, Temperkohle, Carbid als Sorte |
| Norm | DIN EN 1561 | DIN EN 1563 | — |
| Stärke | Dämpfung, Wärme, Druck | Zug, Dehnung, Schlag | — |
| Dehnung am Stab | typisch unter 1 % | in der Sorte genannt | — |
| Erstarrung | eher schalenbildend | eher breiartig, mehr Lunkerneigung | — |
| Altes Zeichen | GG-20 → EN-GJL-200, GG-25 → EN-GJL-250 | GGG-40 → EN-GJS-400-15 | GGG allein ist keine Sorte |
Nur Gusseisen zu bestellen legt die Sorte nicht fest — Familie und Zahl gehören auf die Bestellung. Die Tabellen mit Richtwerten stehen auf der Werkstoffseite; verbindlich bleiben die Normtexte und die vereinbarte Spezifikation, während die Website-Tafel ein Leitwert am Probestab ist.
Was zeichnet GJL aus?
Lamellen kerben die Matrix, weshalb die Bruchdehnung klein bleibt — typisch 0,3 bis 0,8 % als Richtwert, nicht als DIN-Garantie. Dieselbe Graphitform dämpft Schwingungen und leitet Wärme, während die Druckfestigkeit deutlich über der Zugfestigkeit liegt. Wer Zähigkeit wie bei Stahl sucht, sucht in der falschen Familie.
EN-GJL-250 ist die gängige Seriensorte für Gehäuse, EN-GJL-200 und EN-GJL-150 liegen weicher und dämpfen besser, während EN-GJL-300 am Stab höher trägt, aber in dünner Wand weniger verzeiht. Eine höhere Zahl heilt keine ungünstige Geometrie, und Weißeinstrahlung droht, wenn die Kante zu scharf kühlt — das bleibt Thema im Wanddickenartikel.
Grauguss speist oft milder als Sphäroguss, auch wenn Naben Hotspots bleiben. Härte und Zugfestigkeit lassen sich bei GJL nicht wie bei Stahl ineinander umrechnen; die Norm erlaubt Abnahme nach Rm oder nach Brinell, doch was gilt, muss in der Bestellung stehen. HB 30 in der Graugusstafel ist Nachbar der Festigkeit, nicht deren Umrechnung.
Die Grundmasse um den Graphit ist Ferrit, Perlit oder beides: Ferrit ist weicher und dehnbarer, Perlit fester und härter. Die Sorte beschreibt das Ergebnis am Probestab, nicht jede Stelle im Gehäuse.
Was zeichnet GJS aus?
Magnesium in der Schmelze macht den Graphit zu Kugeln: Zuerst Entschwefelung, dann Behandlung, dann Impfung. Ohne diesen Weg bleibt die Lamelle, denn Umschmelzen allein ändert die Form nicht zuverlässig — die Kugel kommt aus der Schmelze, nicht aus schnellerer Abkühlung.
Zugfestigkeit und Dehnung steigen, näher am Stahl, dafür fällt die Dämpfung. Festigkeit und Dehnung laufen gegenläufig: EN-GJS-400-15 trägt mit Reserve, EN-GJS-500-7 deckt die mittlere Last, während 600-3 und 700-2 höher halten und weniger dehnen. 700-2 ist dabei nicht die bessere 400-15.
EN-GJS-400-18-LT verlangt Kerbschlag bei tiefer Temperatur, und die Prüftemperatur gehört auf Zeichnung und Bestellung — ohne Temperatur ist LT unvollständig. EN-GJS-500-14 ist mischkristallverfestigtes ferritisches GJS und damit eine Sonderlegierung im Programm, die nicht gegen 500-7 tauschbar ist: dieselbe 500, aber ein anderes Gefüge.
Die Erstarrung verläuft eher breiartig, weshalb die Lunkerneigung höher liegt. Graphitexpansion kommt oft später als bei GJL und kann die Form aufweiten, wenn der Sand nachgibt. Das lineare Schwindmaß nach DIN EN 12890 liegt bei Grauguss grob bei 1,0 %, bei ungeglühtem GJS oft bei 1,2 % nach VDG K 200. Das ist Modellzugabe, keine Garantie für jedes Teil — die Erstarrungsschrumpfung trägt der Speiser.
Welche Sorten gießt Mosbach?
GJL: EN-GJL-150, 200, 250 und 300. GJS: EN-GJS-400-15, 400-18-LT, 500-7, 600-3, 700-2 und 500-14 — das ist das gehaltene Spektrum, nicht jede Sorte der Norm. Eine Sorte außerhalb dieser Liste ist zuerst zu klären und gehört nicht als Fußnote auf die Bestellung.
Temperguss, Weißeisen, Vermiculargraphit und ADI gehören nicht zum Tagesprogramm — Temperguss liegt bei rund 1 % Silizium, während GJS üblich 2 bis 3 % führt. Aluminium und Stahlguss finden ebenso wenig eine Linie wie Kochgeschirr oder Zierguss. Der Schwerpunkt sind kernintensive Gehäuse: Getriebe, Pumpe, Motor, Armatur.
Die Sorte ändert das Kastenmaß nicht, wohl aber Schmelze, Impfung und oft die Speisung. Ein 80-kg-Gehäuse bleibt auf der HWS, ein 2-kg-Teil oft auf der Disamatic — der Werkstoff sagt dazu nichts. Der Rahmen steht im Anlagenvergleich.
Was gilt am Stab, was am Gehäuse?
Die Sortenzahl gilt am Probestab, in der Regel getrennt gegossen. EN-GJL-250 heißt mindestens 250 N/mm² am Stab, nicht automatisch an der Nabe. Das Gehäuse folgt Wand und Kühlung.
Die Zahl hinter GJL ist die Mindestzugfestigkeit in N/mm² am Probestab, und hinter GJS stehen zwei Zahlen: Festigkeit und Dehnung. EN-GJS-400-15 heißt 400 N/mm² und 15 % Dehnung am Stab — die zweite Zahl ist keine Version.
Eine angegossene Probe ist erlaubt, doch andere Probe heißt andere Zahl, und das muss in der Bestellung stehen. Dicke Abschnitte erstarren langsamer als dünne, weshalb Härte und Festigkeit mit der Abkühlung wandern. Wer die Stabzahl als Gehäuseminimum an jede Rippe legt, plant die Wand falsch; Kenndaten ohne Stabhinweis sind unvollständig, und Ort sowie Probe gehören dazu, sobald das Gehäuse selbst geprüft werden soll.
Alte Zeichnungen schreiben GG oder GGG: GG-20 sitzt bei EN-GJL-200, GG-25 bei EN-GJL-250 (nicht bei EN-GJL-300), GGG-40 bei EN-GJS-400-15. Die Umbenennung allein ändert den Werkstoff nicht, weshalb Sorte und Prüfung trotzdem neu zu vereinbaren sind — nicht nur den Buchstaben tauschen.
Was macht die Schmelze, bevor der Kasten fällt?
Die Schmelze wird analysiert, bevor sie in die Form fährt — Spektralanalyse und thermische Analyse sitzen im Prozess. Impfung liefert Keime für den Graphit, denn ohne Keime unterkühlt die Kante und es droht Carbid. Bei GJS folgt die Impfung auf die Magnesiumbehandlung; ungeimpftes GJS erstarrt in dünner Wand oft meliert.
Seit 2008 rechnet MAGMA Füllung und Erstarrung, sobald ein 3D-Datensatz vorliegt; die Rechnung sitzt vor dem ersten Kasten, ersetzt aber nicht Sicht, Maß und Härte am Rohteil. Ein Sortenwechsel von GJL auf GJS ändert Speisung und Schwindung, also rechnet MAGMA neu — dieselbe Kontur muss für zwei Familien getrennt betrachtet werden, sonst ist die bunte Rechnung Makulatur. Der Text zur Rechnung ist die Simulation.
Kohlenstoff und Silizium steuern, ob Graphit oder Carbid entsteht, und die Wand gehört in diese Rechnung, nicht nur die Analyse. Rezeptur und Chargenzettel bleiben Betrieb; auf der Zeichnung stehen Sorte und Prüfung, nicht der Impfzeitpunkt.
Wann welche Sorte?
GJL trägt steife Gehäuse, die Schwingung schlucken und Wärme führen sollen — Pumpe, Getriebe, Motor, wenn die Last vor allem Druck und Steifigkeit ist. GJS trägt, wenn Zug, Schlag oder eine Dichtfläche mit Dehnung im Spiel sind; beides in einer Sorte gibt es nicht. Wer Dämpfung braucht und GJS schreibt, zahlt Dehnung und verliert Ruhe, wer Zug braucht und GJL schreibt, bricht früher.
Ein Familienwechsel trifft Modell und Simulation, nicht nur die Bestellzeile. Wanddicken vom Grauguss lassen sich nicht 1:1 auf Sphäroguss übertragen, denn der Lunker sitzt dann dort, wo der Grauguss noch verziehen hat. Aufmaß und Bearbeitungsbezüge sind neu zu klären — Maß und Gefüge sind zwei Listen.
Zerspanung folgt der Härte im Querschnitt: Eine weiche Nabe und eine harte Rippe im selben Teil sind kein Widerspruch, sondern Abkühlung. EN-GJS-400-15 zerspant anders als 700-2, und die Aufnahme muss zur Sorte passen, nicht nur zur Geometrie.
Wer das Gefüge nach dem Abguss neu setzen will, glüht — dazu der Wärmebehandlungsartikel. Dichte, Rost und Muster ohne Modell hängen ebenfalls mit der Sortenwahl zusammen; der Rahmen steht in den Artikeln zu Dichte und Sanddruck.
Was darf die Zeichnung nicht verlangen?
- Gusseisen ohne Familie und Zahl, denn dann ist die Sorte nicht bestellt — EN-GJL-250 und EN-GJS-400-15 sind keine Tauschware.
- GG-25 schreiben und EN-GJL-300 erwarten, denn die 25 der alten Welt ist nicht die 300 der neuen — ebenso wenig genügt es, GGG-40 nur umzubenennen und die Prüfung zu vergessen.
- HB aus der Tafel als Rm lesen oder Härte in Zugfestigkeit umrechnen wie im Stahlbau, denn bei GJL gilt das nur abschnittsweise.
- Die Stabzahl als Mindestzugfestigkeit an der 80-mm-Nabe, weil die Nabe der Kühlung folgt und der Stab der Probe.
- LT ohne Prüftemperatur angeben, 500-7 und 500-14 tauschen, weil beide 500 heißen, oder GJL-Wände 1:1 auf GJS kopieren.
- Gusseisen wie Blech schweißen oder schlagartig belasten wollen, weil die Lamellen Zug schlecht tragen.
- AD2000 als Ersatz der Sorte lesen — das Werkzertifikat sitzt neben DIN EN 1561 oder 1563, wo Druckgeräte das verlangen, ersetzt aber die Sortenbezeichnung nicht.
Was muss auf der Anfrage stehen?
Zur Sortenwahl gehören Familie, Lastfall und Geometrie. Im Einzelnen:
- Familie und Zahl, dazu den Lastfall in einem Satz: Dämpfung, Wärme, Druck, Zug oder Kälte.
- Rohteilkontur, nicht nur das Fertigteil, und ob GG oder GGG übersetzt werden muss.
- Ob die Probe getrennt oder angegossen gilt und ob Härte oder Rm die Abnahme trägt.
- LT nur mit Prüftemperatur, und eine Sorte außerhalb der gehaltenen Liste ist zuerst zu klären.
- Ob danach Serie auf HWS oder Disamatic geplant ist — Gewicht und Los gehören dazu.
Ohne Lastfall und Geometrie legt Röth keine Sorte fest, denn das Wort Gusseisen allein reicht dafür nicht. Kokille, Druckguss und Aluminium finden keine Linie; GJL und GJS bleiben die Familien, die Wand folgt Sand und Masse — und der Werkstoff heilt keine Stufe ohne Radius.
Kurzgefasst
- Was unterscheidet GJL und GJS?
- GJL hat Lamellengraphit, GJS Kugelgraphit nach Magnesiumbehandlung. Röth gießt beide nach DIN EN 1561 und 1563.
- Welche Sorten gießt Röth?
- Grau- und Sphäroguss. Häufig EN-GJL-250 sowie EN-GJS-400-15 und EN-GJS-500-7. Temperguss, GJV und ADI nicht im Tagesprogramm.
- Gilt die Sortenzahl am Gehäuse?
- Zuerst am Probestab, in der Regel getrennt gegossen. Das Gehäuse folgt Wand und Kühlung.
- Was muss zur Sorte auf der Anfrage stehen?
- Familie und Zahl, Lastfall, Rohteilkontur. LT nur mit Prüftemperatur. GG und GGG übersetzen, nicht nur umbenennen.
