GJS-1400-1 | ADI | Bruchaussehen im Zugversuch

ADI ist die Abkürzung für „Austempered Ductile Iron“. Nach deutschen Normung wird es als „Bainitisches Gusseisen mit Kugelgrafit“ bezeichnet, obwohl sein Gefüge überhaupt keinen Bainit enthalten soll. Durch die Wärmebehandlung („isothermes Härten“ im Bereich von 400-240 °C) wird eine ausferritische Mikrostruktur eingestellt, bei der Ferritnadeln in einer mit Kohlenstoff übersättigten austenitischen Matrix vorliegen (Ausferrit).

Das hier vorliegende Gefüge besteht lediglich aus Martensit und Restaustenit. Es ensteht, wenn direkt auf Raumtemperatur abschreckt wird (oder viel zu früh von der Ausferrittemperatur abkühlt). Da hier keine umwandlungsverzögernde Elemente (Cu, Ni, Mo) enthalten sind, wird das Abschrecken sehr schnell erfolgt sein (etwa 10s oder weniger), um der Perlitnase auszuweichen. Die Ausferritbildung fängt nach etwa 100s bei 250 °C an. Wir vermuten, dass es gar keine Haltestufe gab und das Abschrecken direkt auf Raumtemperatur erfolgt ist. Bei der Austenitisierungstemperatur ist etwa 1 wt.% C im Austenit gelöst (abhängig von der genauen Temperatur). Dadurch kann man ordentlich Restaustenit erwarten. Ein Teil davon wandelt beim Anlassen um, aber wahrscheinlich nicht alles. Bruchdehnung und Zähigkeit sind sehr gering. Womöglich ist weit weg vom Graphit etwas mehr C im Austenit gewesen (mehr Restaustenit), aber es könnte auch an etwas höhere Mn-Gehalt (wegen Kristallseigerung bei der Erstarrung) liegen.

Chemische Zusammensetzung in wt.-%:

• C 3,50 (Leco)
• Si 2,55
• Mn 0,629
• P 0,0312
• S 0,0068 (Leco)
• Mg 0,0054
• Ni 0,005
• Cu 0,009
• Mo <0,00500
• Al 0,0072
• Ti 0,0407
• Ca 0,0028
• Cr 0,0086

Mechanische Kennwerte im Zugversuch:

• Rp0,2: 932 MPa (Sollwert unterschritten)
• Rm: 1328 MPa (Sollwert unterschritten)
• A: 2,5 %
• Z: 2,9 %

In der Bruchfläche der Zugprobe fällt ein Bereich mit feinerem Graphit und sichtlich dendritischer Erstarrung auf. Der Großteil der Bruchfläche enthält größere Graphitkugeln als im Schliff. Der Bruch der Matrix erfolgte duktil (Wabenbruch).