Vorteile der Verwendung von duktilem Gusseisen als Ventilmaterial
Sphäroguss eignet sich aufgrund seiner zahlreichen Vorteile ideal für Ventilmaterialien. Er wurde 1949 als Stahlersatz entwickelt. Der Kohlenstoffgehalt von Stahlguss liegt unter 0,3 %, während er bei Gusseisen und Sphäroguss mindestens 3 % beträgt. Der niedrige Kohlenstoffgehalt von Stahlguss führt dazu, dass der Kohlenstoff im freien Graphit nicht in Lamellenform vorliegt. In Gusseisen hingegen liegt der Kohlenstoff natürlicherweise in Form von freien Graphitlamellen vor. Bei Sphäroguss bildet der Graphit im Gegensatz zu Gusseisen keine Lamellen, sondern Knötchen. Im Vergleich zu Gusseisen und Stahlguss weist Sphäroguss bessere physikalische Eigenschaften auf. Die abgerundeten Knötchen verhindern die Rissbildung und verleihen der Legierung so die namensgebende, erhöhte Duktilität. Die Lamellenstruktur in Gusseisen hingegen führt zu einer geringeren Duktilität. Die beste Duktilität wird durch eine Ferritmatrix erreicht.
Im Vergleich zu Gusseisen weist duktiles Gusseisen deutliche Festigkeitsvorteile auf. Die Zugfestigkeit von duktilem Gusseisen beträgt 60 kN, die von Gusseisen hingegen nur 31 kN. Die Streckgrenze von duktilem Gusseisen liegt bei 40 kN, Gusseisen weist jedoch keine Streckgrenze auf und bricht schließlich.
Die Festigkeit von Gusseisen mit Kugelgraphit ist mit der von Stahlguss vergleichbar. Gusseisen mit Kugelgraphit weist eine höhere Streckgrenze auf. Die niedrigste Streckgrenze von Gusseisen mit Kugelgraphit liegt bei 40 kJ, während die von Stahlguss nur 36 kJ beträgt. In den meisten Anwendungen im kommunalen Bereich, beispielsweise mit Wasser, Salzwasser oder Dampf, ist die Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit von Gusseisen mit Kugelgraphit der von Stahlguss überlegen. Gusseisen mit Kugelgraphit ist auch als Sphäroguss bekannt. Aufgrund seiner Sphäroguss-Mikrostruktur dämpft es Vibrationen besser als Stahlguss und trägt somit effektiver zur Spannungsreduzierung bei. Ein wichtiger Grund für die Wahl von Gusseisen mit Kugelgraphit als Ventilmaterial sind die geringeren Kosten im Vergleich zu Stahlguss. Diese niedrigen Kosten tragen zur Beliebtheit des Materials bei. Darüber hinaus können durch die Verwendung von Gusseisen mit Kugelgraphit die Bearbeitungskosten gesenkt werden.
Veröffentlichungsdatum: 18. Januar 2021