Grijs gietijzer
Gietijzer met lamellair grafiet (EN-GJL) volgens DIN EN 1561 is een ijzer-koolstof-gietmateriaal waarvan het als grafiet aanwezige koolstofgehalte bijna volledig in lamellaire vorm in de structuur aanwezig is. De letters GJL staan daarbij voor G = gietmateriaal, J = ijzer (Iron) en L = lamellair. Vroeger was in het Duitstalige gebied de aanduiding GG of grijs gietijzer gebruikelijk. Het grafiet heeft een driedimensionale structuur, vergelijkbaar met een krop sla. In het slijpbeeld verschijnt het grafiet als lamellen.
Gietijzer met lamellair grafiet heeft uitstekende giettechnische eigenschappen – trefwoord: vormvrijheid, wat een zeer economische productie van componenten mogelijk maakt, want grijs gietijzer is het goedkoopste gietijzer. Afgezien van zijn ongeëvenaarde dempingsvermogen heeft het echter ook de “slechtste” mechanische eigenschappen. Het is bij een lage sterkte tussen 150 en 300 N/mm² zeer broos.
Een eigenschap die ervaren vormmeesters vaak gebruiken aan het begin van de opleiding van nieuwe leerlingen om een heel eigen manier van materiaalonderzoek te demonstreren: ze nemen een dunwandige gietijzeren behuizing, ruiken eraan, zeggen “Ruikt naar gietijzer” en gooien het hoog in de lucht.
Natuurlijk breekt de behuizing bij de impact op de betonnen vloer van de hal. Het is dus duidelijk gietijzer – nodulair gietijzer zou hooguit een beetje “gedeukt” zijn. Zo’n oude meester kan het materiaal ruiken, vooral als hij van tevoren de materiaalaanduiding heeft gelezen …
De lage sterkte van gietijzer met lamellengrafiet kan worden verklaard door de heterogene structuur. Het grafiet dat tijdens het stollen wordt afgescheiden, is als het ware aderachtig opgeslagen in een perlitische en/of ferritische basismassa. Deze aders werken als interne inkepingen die de dwarsdoorsnede verzwakken en aan de uiteinden ervan extra spanningspieken veroorzaken.
Het gecombineerde effect van deze invloeden vermindert de treksterkte (in vergelijking met nodulair gietijzer) aanzienlijk. De min of meer onsamendrukbare grafietlamellen kunnen echter in hogere mate drukbelastingen opnemen – de druksterkte is 3 tot 4 keer hoger dan de treksterkte.
Daardoor is gietijzer met lamellengrafiet geschikt als materiaal voor onder andere tandwielkasten, remschijven, cilinderblokken, pallets, frames, kabeltrommels, machinebedden en soortgelijke onderdelen en heeft het bijvoorbeeld in het productsegment kanaalgietwerk, dat aan de buitenkant vooral zichtbaar is als putdeksels, een bijna absolute monopoliepositie. Om deze reden is de jaarlijkse productie van gietijzer met lamellengrafiet nog steeds kwantitatief groter dan die van alle andere gietijzer en samen.
Bovendien is grijs gietijzer ongevoelig voor inkepingen. Aangezien de in de structuur opgeslagen grafietlamellen al interne inkepingen vormen, hebben extra, constructief bepaalde externe inkepingen niet meer zo’n groot effect als bij alle andere gietijzerkwaliteiten of bij gietstaal. De vormvastheid van onderdelen van gietijzer met lamellengrafiet bij trillende belasting wordt daarom nauwelijks beïnvloed door de buitenvorm.
Het is dus een materiaal met een lange geschiedenis dat nog steeds zijn bestaansrecht heeft. Want in het tijdperk van duurzame ontwikkeling en groene productie mogen we één ding niet vergeten: de grondstofbasis bestaat voornamelijk uit schroot, oftewel afval. Gietijzer – met name gietijzer met lamellengrafiet – is een bijna 100% recyclebaar materiaal. Niet de verpakking van een verse appel, gerecycled uit oude yoghurtbekers, die door politici van alle gezindten graag wordt geprezen als een milieutechnische sensatie en bijzondere innovatie, is recycling, maar dit “oude” materiaal uit het begin van de industrialisatie.