QUANTITATIVE ANALYSE DER GRAPHITAUSBILDUNG VON GUSSEISEN MIT KUGELGRAPHIT 
M. Fischer, H.-J. Neuhiuser, Goetze AG., Burscheid 
Einleitung 
Kolbenringe fiir Verbrennungsmotoren werden vorwiegend aus GuBeisen gefertigt. 
Bei hochbeanspruchten PKW- und LKW-Motoren wird fiir den Kolbenring der 1. Nut, 
den sogenannten Kompressionsring, ein verglitetes GuBeisen mit Kugelgraphit 
verwendet. Die mechanischen Eigenschaften des Werkstoffes wie Härte, E-Modul, 
Zugfestigkeit und Bruchdehnung werden sowohl durch das Vergütungsgefüge der 
Matrix als auch durch die Ausbildung des Kugelgraphits beeinflußt. ! 3) 
Beide Kriterien werden innerhalb des Fertigungsablaufs zum frühestmöglichen 
Zeitpunkt überprüft, d. h., nach dem Vergüten wird der Gußwerkstoff auf 
Grundgefüge und Kugelgraphitausbildung untersucht. Zur Zeit müssen im Monat 
etwa 1.000 verschiedene Proben beurteilt werden. Bislang erfolgte die Be- 
wertung der Kugelgraphitausbildung am metallographischen Schliff mittels 
Richtreihen. 
Aufgabenstellung 
Bild 1 zeigt die werksinterne Graphitform-Richtreihe fiir KugelgraphitguB. Es 
sind vier verschiedene Entartungsgrade beschrieben. Das oberste Bild (Ent- 
artungsgrad 0) zeigt eine ideale Kugelgraphitausbildung mit nahezu runden 
Graphitformen bel einer sehr engen Streubreite in der GroBenverteilung. Nach 
unten hin nimmt die Abweichung von der idealen Graphitausbildung zu (Ent- 
artungsgrade 1 - 3). Dabei verringert sich nicht nur der Anteil an rundem 
Kugelgraphit. Zusätzlich nimmt auch die Streubreite in der GroBenverteilung 
zu. Nach werksinterner Norm sind noch Kugelgraphitausbildungen mit dem Ent- 
artungsgrad l zulässig. Gußeisen mit den Entartungsgraden 2 und 3 müssen 
verworfen werden, da durch die unzureichende Graphitausbildung nachteilige 
Einflüsse auf die mechanischen Eigenschaften des Werkstoffes befürchtet 
werden müssen. 
Die Beurteilung nach Richtreihen ist nicht unproblematisch, da die Übergänge 
zwischen den einzelnen Abstufungen fließend sind und im Grenzbereich die Zu- 
ordnung vom subjektiven Eindruck des Beurteilenden beeinflußt wird. Es wurde 
deshalb die Frage aufgeworfen, ob die Bewertung der Kugelgraphitausbildung 
nicht mit einem Bildanalysesystem durchgeführt werden kann. Von dieser Ver- 
fahrensweise lassen sich verschiedene Vorteile erwarten: 
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