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ing the Gefügecharakterisierung von verschleißfestem Gußeisen
nentals D. Regener, E. Schick, H. Heyse, Institut für Werkstofftechnik und Werkstoffprüfung der Otto-von-
es Guericke-Universität Magdeburg; R. Thomas, Brockhausen und Holze Gießerei GmbH Chemnitz
ritisch- Einleitung
n der Mahlkugeln für die Zementindustrie unterliegen einem starken Mineralverschleiß, aber auch durch
ik. der. Stoß und Schlag einer dynamischen Beanspruchung. Als Werkstoffe kommen dafür
Manganhartstahl, Vergütungsstahlguß, bainitisches Gußeisen mit Kugelgraphit und verschiedene
weiß erstarrte Gußeisensorten in Betracht [1]. Weite Verbreitung hat Chromgußeisen gefunden, das
er von sich durch eine hohe Verschleißbeständigkeit auszeichnet. Die Bruchsicherheit ist allerdings sehr
gering. Die Eignung der hochchromhaltigen Gußeisenwerkstoffe beruht auf einem Gefüge aus
el. der harten und kompakten Chrom-Mischcarbiden in einer austenitischen bzw. martensitischen Matrix.
tlerem Die Wahl der chemischen Zusammensetzung, insbesondere das Chrom-Kohlenstoff-Verhältnis und
Hrsg.), eine variable Wärmebehandlung der Rohgußkugeln, gestatten Veränderungen in den Eigenschaften
Verschleißbeständigkeit und Zähigkeit. Dabei ist es allerdings schwierig, diese Eigenschaften
quantitativ zu bewerten, da die Bearbeitung der sehr harten Mahlkugeln zur Herstellung
entsprechender Probekörper sehr aufwendig und teuer ist. Es kommt nur ein Erosivtrennen in Frage.
Im Vordergrund der Untersuchungen stehen deshalb die metallographischen Untersuchungen und
Härtemessungen, weiterhin werden orientierende Messungen zur zerstörungsfreien Prüfung
vorgestellt.
Experimentelle Untersuchungen
Es standen Mahlkugeln mit 50 bzw. 40 mm Durchmesser in verschiedenen Zusammensetzungen im
Rohgußzustand (I, II, X, VII) und in einem Wärmebehandlungszustand (II, IV, XI, VIII,
IX:;Austenitisieren 1000 °C; 3,5 h, Luftabkühlung mit Druckluft; Anlassen 430 °C; 2 h) zur
Verfügung. Die Zuordnung ist durch Tabelle 1 gegeben.
"Charge C er Si | Mn T P? Ss 1] Cr/C] [mm] |
1L/H 12 50
11.73, 032 | 0.60 1007| 0019| 58 1 0
18,86. _0,45 40
20,48 _ 0,43 40
, 1X 281 246 | 28,171 0,39 | 0,60 | 0,029 0,018] 11,45 50
Tabelle 1: Chemische Zusammensetzung der untersuchten Chromgußeisensorten [%]
Die Kugeln wurden durch Erodieren im Äquator getrennt und anschließend für die automatische
Probenpräparation eingebettet Schleifen auf Zirkonoxidpapier der Körnungen 60 um bzw. 120 um
führte zur weiteren Einebnung der Fläche und zum Beseitigen der durch das Erodieren beeinflußten
Oberflächenschicht von ca. 20 um. Die nachfolgende Feinbearbeitung erfolgte auf Allegro-Scheiben
mit Diamantspray 15 um und 9 um. Das Polieren wurde auf den Tüchern Rock oder Texmet mit
Diamantspray 6 um sowie auf einem HS-Tuch mit Diamantsuspension 3 um durchgeführt, gefolgt
vom Feinstpolieren auf OP-Chem. Für die Mikroaufnahmen sowie für die Schwarz-Weiß-
Kontrastierung zur quantitativen Gefügeanalyse, insbesondere des vorhandenen Carbidanteils,
diente Eisen-III-chlorid als Ätzmittel, für die Makroaufnahmen Fry’sches Ätzmittel oder Adler-
Lösung. Um einzelne Gefügebestandteile besser hervorzuheben, kam auch das Farbätzmittel nach