Grauguss

Gusseisen mit Lamellengraphit (EN-GJL) nach DIN EN 1561 ist ein Eisen-Kohlen-Gusswerkstoff, dessen als Graphit vorliegender Kohlenstoffanteil nahezu vollständig in lamellarer Form im Gefüge vorliegt. Die Buchstaben GJL stehen dabei für G = Gusswerkstoff, J = Eisen (Iron) und L = lamellar. Früher war im deutschen Sprachraum die Bezeichnung GG oder Grauguss üblich. Der Graphit liegt in einer dreidimensionalen Struktur vor – ähnlich einem Salatkopf. Im Schliffbild erscheint der Graphit als Lamelle.

Gusseisen mit Lamellengraphit hat hervorragende gießtechnische Eigenschaften – Stichwort: Freiheit der Formgebung, die eine sehr wirtschaftliche Fertigung von Bauteilen ermöglicht, denn Grauguss ist der preiswerteste Gusseisenwerkstoff. Allerdings weist er – abgesehen von seinem unübertroffenen Dämpfungsvermögen – auch die „schlechtesten“ mechanischen Eigenschaften auf. Er ist bei niedriger Festigkeit zwischen 150 und 300 N/mm² sehr spröde.

Eine Eigenschaft, die sich erfahrene Formermeister zum Ausbildungsbeginn neuer Lehrlinge oft zu Nutze machen, um eine ganz eigene Art der Werkstoffermittlung zu demonstrieren: Sie nehmen ein dünnwandiges Grauguss-Gehäuse, riechen daran, sagen „Riecht nach Grauguss“ und werfen es hoch in die Luft.

Natürlich zerbricht das Gehäuse beim Aufschlag auf den betonierten Hallenboden. Also ganz klar Grauguss – Sphäroguss wäre maximal ein wenig „angedetscht“. So ein alter Meister kann den Werkstoff riechen; insbesondere, wenn er vorher die Werkstoffbezeichnung gelesen hat …

Die geringe Festigkeit von Gusseisen mit Lamellengraphit erklärt sich aus dem heterogenen Gefügeaufbau. Der bei der Erstarrung ausgeschiedene Graphit ist in einer perlitischen und/oder ferritischen Grundmasse quasi aderförmig eingelagert. Diese Adern wirken wie innere Kerben, die den Querschnitt schwächen und an deren Enden zusätzlich Spannungsspitzen auftreten.
Die kombinierte Wirkung dieser Einflüsse setzt die Zugfestigkeit (verglichen mit Sphäroguss) stark herab. Allerdings können die mehr oder weniger inkompressiblen Graphitlamellen Druckbelastungen in höherem Maß aufnehmen – die Druckfestigkeit ist zwischen 3 bis 4 mal höher als die Zugfestigkeit.

Dadurch eignet sich Gusseisen mit Lamellengraphit als Werkstoff u.a. für Getriebegehäuse, Bremsscheiben, Zylinderblöcke, Paletten, Rahmen, Seiltrommeln, Maschinenbetten und ähnliche Bauteile und hat beispielsweise im Produktsegment Kanalguss, das nach außen sichtbar vor allem als Gullideckel auftritt, eine fast absolute Alleinstellung. Aus diesem Grund ist die Jahresproduktion von Gusseisen mit Lamellengraphit auch heute noch mengenmäßig größer als die aller anderen Gusseisenwerkstoffe zusammen.

Zusätzlich ist Grauguss kerbunempfindlich. Da bereits die im Gefüge eingelagerten Graphitlamellen innere Kerben darstellen, wirken sich zusätzliche, konstruktiv bedingte äußere Kerben nicht mehr so stark aus wie bei allen anderen Gusseisenqualitäten oder auch bei Stahlguss. Die Gestaltfestigkeit von Bauteilen aus Gusseisen mit Lamellengraphit bei schwingender Beanspruchung wird daher durch die äußere Form kaum beeinflusst.