Was sind die Gusseisen ASTM A536 und ASTM A48?
ASTM A536 Sphäroguss (Gusseisen mit Kugelgraphit) und ASTM A48 Grauguss (Gusseisen mit Lamellengraphit) sind Gusseisen-Spezifikationen für Industriebauteile, bei denen Gießbarkeit, Zerspanbarkeit, Dämpfung und Kosten wichtiger sein können als die Eigenschaften von Kupferlegierungen. Sie werden gelegentlich als Alternative zu Bronze für Gehäuse, Rahmen, Riemenscheiben, Zahnräder, Armaturenteile und ungeschmierte Strukturteile geprüft.
ASTM A536 ist eine Sphäroguss-Spezifikation auf Basis von Mindestwerten für Zugfestigkeit, Streckgrenze und Bruchdehnung. ASTM A48 ist eine Grauguss-Spezifikation, die sich hauptsächlich auf die Mindestzugfestigkeit der jeweiligen Klasse stützt. Keine der beiden Normen sollte wie eine Kupferlegierung mit fester chemischer Zusammensetzung behandelt werden; die Gießerei steuert Chemie und Gefüge so, dass die geforderte Sorte bzw. Klasse erreicht wird.
Gängige Bezeichnungen und Querverweise
| Werkstoff | Gängige Bezeichnungen |
|---|---|
| ASTM A536 | Sphäroguss, Gusseisen mit Kugelgraphit (GJS), duktiles Gusseisen |
| ASTM A48 | Grauguss, Gusseisen mit Lamellengraphit (GJL), graues Gusseisen |
| A536 65-45-12 | Sphäroguss mit mind. 65 ksi Zugfestigkeit, 45 ksi Streckgrenze und 12% Bruchdehnung |
| A48 Class 40 | Grauguss mit mind. 40 ksi Zugfestigkeit am getrennt gegossenen Probestab |
Hinweise zur typischen Chemie
ASTM A536 und ASTM A48 sind eigenschaftsbasierte Gusseisen-Spezifikationen und keine Legierungen mit fester Zusammensetzung. Die folgenden Bereiche sind repräsentative Beispiele aus Gießerei-Datenblättern, keine allgemeingültigen Grenzwerte für jedes Gussteil.
| Werkstoff | Repräsentative Angaben zur Chemie |
|---|---|
| ASTM A536 Sphäroguss | Kohlenstoff 3.4-3.8%, Silizium 2.35-2.75%, Mangan max. 0.40%, Magnesium 0.025-0.055% in gängigen Gießereibeispielen |
| ASTM A48 Grauguss | Kohlenstoff 2.60-3.75%, Silizium 1.80-3.00%, Mangan 0.60-0.95%, Schwefel max. 0.07%, Phosphor max. 0.12% in einem gängigen Beispiel für Stangen der Class 40 |
Eigenschaften von ASTM A536 Sphäroguss
| Sorte | Mindestzugfestigkeit | Mindeststreckgrenze | Mindestbruchdehnung |
|---|---|---|---|
| 60-40-18 | 60 ksi (414 MPa) | 40 ksi (276 MPa) | 18% |
| 65-45-12 | 65 ksi (448 MPa) | 45 ksi (310 MPa) | 12% |
| 80-55-06 | 80 ksi (552 MPa) | 55 ksi (379 MPa) | 6% |
| 100-70-03 | 100 ksi (689 MPa) | 70 ksi (483 MPa) | 3% |
| 120-90-02 | 120 ksi (827 MPa) | 90 ksi (621 MPa) | 2% |
Typische physikalische Werte für Sphäroguss sind eine Dichte von etwa 0.256 lb/in3 (7.1 g/cm3), eine Wärmeleitfähigkeit von etwa 36 W/m-K für ferritische Sorten, eine spezifische Wärmekapazität von etwa 461 J/kg-K und eine Schmelztemperatur von etwa 2100 F (ca. 1150 °C). Die genauen Werte hängen von Sorte und Gefüge ab.
Eigenschaften von ASTM A48 Grauguss
| Klasse | Mindestzugfestigkeit |
|---|---|
| Class 20 | 20 ksi (138 MPa) |
| Class 30 | 30 ksi (207 MPa) |
| Class 40 | 40 ksi (276 MPa) |
| Class 50 | 50 ksi (345 MPa) |
| Class 60 | 60 ksi (414 MPa) |
Grauguss ist im Allgemeinen nicht duktil, daher werden Streckgrenze und Bruchdehnung oft nicht wie bei Sphäroguss angegeben. Für gängige stranggegossene Graugussstangen der Class 40 kann die veröffentlichte Härte je nach Abmessung variieren, häufig etwa 183-301 HB.
Hinweise zu Zerspanung und Verarbeitung
| Werkstoff | Hinweise |
|---|---|
| ASTM A536 Sphäroguss | Im Allgemeinen gut gießbar und zerspanbar; die Zerspanbarkeit hängt von Sorte, Perlit-Ferrit-Verhältnis, Härte und Wärmebehandlung ab |
| ASTM A48 Grauguss | Bekannt für gute Zerspanbarkeit, Schwingungsdämpfung und Verschleißfestigkeit; das tatsächliche Verhalten hängt von Klasse und Wanddicke ab |
| Schweißen | Die Schweißeignung ist durch diese ASTM-Sorten allein nicht festgelegt und sollte nach Sorte, Gussteilkonstruktion und Reparaturverfahren geprüft werden |
Typische Anwendungen
- Rahmen, Gehäuse, Getriebegehäuse und tragende Gussteile.
- Zahnräder, Riemenscheiben, Stößel, Schlitten, Spindeln und Führungsbahnen.
- Pumpen, Armaturen, Bremskomponenten und Antriebsteile.
- Fahrwerks-, Lenkungs- und Antriebsstrangkomponenten für Fahrzeuge.
- Graugussteile, die Schwingungsdämpfung und gute Zerspanbarkeit erfordern.
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