Gusseisen: Typen, Eigenschaften und Prüfung

Gusseisen (GJL, GJS, GJV, GJMW) unterscheidet sich durch Graphitmorphologie grundlegend in Eigenschaften und ZfP-Verhalten. Ultraschall und RT sind die wichtigsten Prüfmethoden.

Was ist Gusseisen?

Gusseisen ist eine Eisen-Kohlenstoff-Legierung mit mehr als 2 % Kohlenstoff (Stahl: < 2 %). Der überschüssige Kohlenstoff scheidet sich als Graphit aus — dessen Form entscheidet über alle mechanischen Eigenschaften.

Gusseisensorten nach EN 1561/1563/1562

KurznameGraphitformZug-festigkeitBesonderheit
GJL (Grauguss)Lamellengraphit (Flocken)100–350 MPaSpröde, gute Dämpfung, schwer schweißbar
GJS (Sphäroguss)Kugelgraphit (Nodular)350–800 MPaZäh, schweißbar, ersetzt oft Stahl
GJV (Vermicularguss)Wurmförmiger Graphit300–500 MPaKompromiss GJL/GJS; Motorblöcke
GJMW (Weißer Temperguss)Temperkohlebis 450 MPaZäh, für kleine Formteile

Herausforderungen bei der ZfP

Gusseisen ist grobkörnig und inhomogen. Lamellengraphit in GJL streut Ultraschallwellen stark → hohe Dämpfung, niedrige Prüffrequenzen (0,5–2 MHz). Der Kugelgraphit in GJS dämpft weniger → UT bis 4 MHz möglich.

Prüfmethoden

Ultraschallprüfung (UT)

Wanddickenmessung und Volumenprüfung. GJL: oft nur < 100 mm Prüftiefe erreichbar. GJS: besser, ähnlich wie Stahl. Norm: DIN EN 12680-1 (allgemein) und EN 12680-3 (GJS). Besonderheit: Kugelgraphitgehalt beeinflusst Schallgeschwindigkeit — niedrige Kugelzahl → niedrige Schallgeschwindigkeit → Graphitisierungsprüfung durch Schalllaufzeit möglich.

Durchstrahlungsprüfung (RT)

Standard für Gussstücke, besonders für Gasporosität und Lunker. Norm: DIN EN 12681-1 (Film) und EN 12681-2 (digital). Bewertung nach ASTM E446 (Stahlguss) oder produktspezifischen Anforderungen.

Magnetpulverprüfung (MT)

Möglich da ferromagnetisch. Einschränkung: Lamellengraphit in GJL wirkt als Streufeldquelle → viele Scheinanzeigen. Bei GJS weniger problematisch.

Sichtprüfung (VT)

Bewertung Gussoberfläche nach DIN EN 1370 (Vergleichsmuster). Kaltschweißen, Sandeinschlüsse, Gratbildung sind typische Oberflächenfehler.