+ 49 (0) 2391 - 60 77 44-0 info@mk-strangguss.de

Gusseisen Werkstoffdatenblatt lesen: So verstehen Sie die Kennwerte

Alexander Wosinski ·
Technisches Datenblatt auf Gusseisen mit Präzisionsstahlmessschieber über Werkstoffspezifikationen, Grauguss-Stangenmaterial im Hintergrund.

Ein Gusseisen-Werkstoffdatenblatt lesen zu können, ist eine Grundkompetenz für jeden, der Grauguss- oder Sphäroguss-Halbzeuge beschafft oder bearbeitet. Das Datenblatt enthält alle werkstofftechnisch relevanten Angaben, von der Normbezeichnung über mechanische Kennwerte bis hin zu Härtewerten, die direkt die Bearbeitbarkeit bestimmen. Die folgenden Abschnitte gehen die wichtigsten Fragen Schritt für Schritt durch.

Welche Angaben enthält ein Gusseisen-Werkstoffdatenblatt?

Ein Gusseisen-Werkstoffdatenblatt enthält die normkonforme Werkstoffbezeichnung, mechanische Kennwerte wie Zugfestigkeit und Dehnung, Härtewerte, chemische Richtzusammensetzungen sowie Anwendungshinweise. Bei Strangguss-Werkstoffen nach DIN EN 16482 kommen zusätzlich geometrische Angaben zu Abmessungsbereichen und Bearbeitungsaufmaßen hinzu.

Im Einzelnen gliedert sich ein typisches Datenblatt in folgende Bereiche:

  • Normbezeichnung und Werkstoffnummer (z. B. GJL-250C nach DIN EN 16482)
  • Mechanische Mindestkennwerte: Zugfestigkeit, Streckgrenze, Bruchdehnung
  • Härte in HB (Brinellhärte)
  • Chemische Richtzusammensetzung (C, Si, Mn, P, S)
  • Gefügebeschreibung (Lamellengrafit bei GJL, Kugelgrafit bei GJS)
  • Lieferform und Abmessungsbereich
  • Prüfbedingungen und Probenentnahmevorschriften

Für den Einkäufer oder Fertigungsleiter sind vor allem die mechanischen Kennwerte und die Härtewerte entscheidungsrelevant, weil sie unmittelbar Rückschlüsse auf die Eignung für eine bestimmte Anwendung und auf die zu erwartenden Bearbeitungsparameter erlauben.

Was bedeuten die Buchstaben und Zahlen in der Werkstoffbezeichnung?

Die Werkstoffbezeichnung nach DIN EN 16482 folgt einem systematischen Aufbau: Die Buchstaben beschreiben die Werkstoffklasse und das Gefüge, die nachfolgende Zahl gibt den charakteristischen Festigkeitswert an, und der abschließende Buchstabe kennzeichnet die Lieferform. GJL-250C bedeutet demnach: Gusseisen mit Lamellengrafit, Mindestzugfestigkeit 250 MPa, Strangguss (C für „continuous casting“).

Die einzelnen Bestandteile im Überblick:

  • GJ steht für Gusseisen (cast iron) gemäß europäischer Normensystematik
  • L kennzeichnet Lamellengrafit (laminar graphite), wie er für Grauguss typisch ist
  • S kennzeichnet Kugelgrafit (spheroidal graphite), also Sphäroguss
  • Die Zahl gibt die Mindestzugfestigkeit in MPa an (z. B. 250 bei GJL-250C oder 400 bei GJS-400-15C)
  • Bei GJS folgt nach der Festigkeitszahl ein zweiter Wert für die Bruchdehnung in Prozent (z. B. 15 bei GJS-400-15C)
  • C am Ende steht für Strangguss und grenzt diese Werkstoffe von Sandguss-Güten ab

Diese Systematik gilt für alle Güten im Lieferprogramm Gusseisen, von GJL-HB150C über GJL-300C bis hin zu GJS-700-3C. Wer die Bezeichnung einmal verstanden hat, kann aus dem Werkstoffnamen allein bereits wesentliche Rückschlüsse auf Festigkeit und Duktilität ziehen, noch bevor er das vollständige Datenblatt aufschlägt.

Wie liest man die mechanischen Kennwerte richtig?

Mechanische Kennwerte in einem Gusseisen-Datenblatt sind stets als Mindestwerte zu verstehen, nicht als Mittelwerte. Die angegebene Zugfestigkeit (Rm) ist der untere Grenzwert, den der Werkstoff im geprüften Zustand mindestens erreicht. Für die Bauteilauslegung bedeutet das: Der tatsächliche Werkstoff liegt in der Regel darüber, die Auslegung erfolgt aber gegen den Mindestwert.

Die wichtigsten Kennwerte und ihre Bedeutung:

  • Zugfestigkeit Rm (MPa): Maximale Spannung, die der Werkstoff vor dem Bruch aufnehmen kann. Entscheidend für statisch und dynamisch belastete Bauteile.
  • Streckgrenze Rp0,2 (MPa): Spannung, bei der eine bleibende Dehnung von 0,2 % eintritt. Relevant für Bauteile, die keine plastische Verformung tolerieren dürfen. Wird nur bei GJS angegeben, nicht bei GJL.
  • Bruchdehnung A (%): Maß für die Duktilität. GJL weist praktisch keine Bruchdehnung auf; bei GJS liegt sie je nach Güte zwischen 3 % und 15 %.
  • Elastizitätsmodul E (GPa): Steifigkeit des Werkstoffs. Bei Grauguss liegt er bei ca. 100 bis 135 GPa, bei Sphäroguss bei ca. 160 bis 175 GPa.

Prüfbedingungen beachten: Mechanische Kennwerte gelten für definierte Probenabmessungen und Probenentnahmeorte. Bei Strangguss nach DIN EN 16482 werden die Proben aus dem Strang entnommen, sodass die Kennwerte die tatsächlichen Eigenschaften des gelieferten Halbzeugs sehr gut widerspiegeln. Das ist ein wesentlicher Vorteil gegenüber Sandguss, bei dem Proben häufig separat abgegossen werden.

Was sagen Härte- und Zugfestigkeitswerte über die Bearbeitbarkeit aus?

Härtewerte und Zugfestigkeit sind die zuverlässigsten Indikatoren für die Bearbeitbarkeit von Gusseisen. Als Faustregel gilt: Je höher die Brinellhärte (HB), desto höher ist der Schneidkantenverschleiß beim Drehen oder Fräsen, und desto niedrigere Schnittgeschwindigkeiten sind erforderlich. Für Grauguss GJL liegt der typische Härtebereich zwischen 150 HB und 300 HB, je nach Güte.

Für die Bearbeitungsplanung lassen sich aus den Datenblattangaben direkte Schlüsse ziehen:

  • GJL-HB150C mit ca. 150 HB ist gut zerspanbar und eignet sich für hohe Schnittgeschwindigkeiten.
  • GJL-250C (ca. 180 bis 230 HB) und GJL-300C (ca. 200 bis 260 HB) erfordern angepasste Werkzeuggeometrien und reduzierte Schnittparameter.
  • GJS-Güten sind aufgrund des Kugelgrafits zäher und stellen andere Anforderungen an Werkzeugbeschichtungen als GJL.
  • Ein enger Härtebereich im Datenblatt (z. B. 180 bis 220 HB statt 150 bis 270 HB) signalisiert gleichmäßige Materialeigenschaften, was stabile Bearbeitungsprozesse ermöglicht.

Für Fertigungsleiter ist die Härteangabe im Datenblatt damit nicht nur ein Werkstoffkennwert, sondern ein direkter Planungsparameter für Werkzeugstandzeiten, Schnittdaten und Taktzeiten. Ein Werkstoff mit definiertem, engem Härtebereich aus gleichmäßiger Produktion reduziert Nachstellaufwand und Ausschuss in der Fertigung spürbar.

Worin unterscheiden sich GJL- und GJS-Kennwerte im Datenblatt?

GJL (Grauguss mit Lamellengrafit) und GJS (Sphäroguss mit Kugelgrafit) unterscheiden sich im Datenblatt vor allem in drei Punkten: GJS weist eine deutlich höhere Zugfestigkeit und eine messbare Bruchdehnung auf, während GJL keine Streckgrenze ausweist und praktisch spröde bricht. Das Gefüge, nicht die chemische Zusammensetzung, ist der entscheidende Unterschied.

Kennwerte von GJL im Datenblatt

Grauguss-Datenblätter enthalten keine Streckgrenze und keine Bruchdehnung, weil der Lamellengrafit das Gefüge schwächt und Risse ohne Vorwarnung entstehen. Die Zugfestigkeit liegt je nach Güte zwischen 150 MPa (GJL-HB150C) und 300 MPa (GJL-300C). Dafür bietet GJL hervorragende Dämpfungseigenschaften und eine sehr gute Wärmeleitfähigkeit, was im Datenblatt ergänzend angegeben wird.

Kennwerte von GJS im Datenblatt

Sphäroguss-Datenblätter enthalten neben der Zugfestigkeit auch die Streckgrenze Rp0,2 und die Bruchdehnung A. Bei GJS-400-15C beträgt die Mindestzugfestigkeit 400 MPa, die Mindeststreckgrenze 240 MPa und die Mindestbruchdehnung 15 %. Bei GJS-700-3C steigen Zugfestigkeit (700 MPa) und Streckgrenze (420 MPa), während die Bruchdehnung auf 3 % sinkt. Dieser Zusammenhang zwischen Festigkeit und Duktilität ist im Datenblatt direkt ablesbar und für die Bauteilauslegung bei dynamischer Belastung entscheidend.

Welche Kennwerte sind für den Maschinenbau besonders relevant?

Für den Maschinenbau sind Zugfestigkeit, Streckgrenze (bei GJS), Brinellhärte und der Elastizitätsmodul die vier Kernkennwerte aus dem Werkstoffdatenblatt. Ergänzend spielen bei dynamisch belasteten Bauteilen die Schwingfestigkeit und bei thermisch beanspruchten Teilen der Wärmeausdehnungskoeffizient eine Rolle, sofern das Datenblatt diese Werte ausweist.

Konkret nach Anwendungsbereich:

  • Führungen, Gleitlager, Maschinenständer: Hier stehen Druckfestigkeit und Dämpfung im Vordergrund. GJL-250C oder GJL-300C mit definierter Härte sind typische Werkstoffe.
  • Hydraulikzylinder, Kolben, druckbelastete Gehäuse: Streckgrenze und Bruchdehnung nach GJS-400-15C bis GJS-600-3C sind ausschlaggebend, um plastische Verformung unter Betriebsdruck auszuschließen.
  • Zahnräder, Kurbelwellen, hochbelastete Antriebsteile: GJS-700-3C mit hoher Zugfestigkeit und Streckgrenze, geprüft nach DIN EN 16482, sichert die erforderliche Tragfähigkeit.
  • Formen und Druckgussmatrizen: Thermische Leitfähigkeit und Wärmeausdehnung aus dem Datenblatt sind hier ebenso relevant wie die mechanischen Festigkeitswerte.

Konstrukteure im Maschinenbau sollten beim Lesen des Datenblatts immer die Prüfbedingungen im Blick behalten. Kennwerte gelten für definierte Probengeometrien und Prüftemperaturen. Bei Strangguss-Halbzeugen nach DIN EN 16482 sind die Prüfbedingungen auf das Halbzeug selbst ausgerichtet, was die Übertragbarkeit auf das Fertigbauteil verbessert.

Wie MK Strangguss GmbH bei der Werkstoffauswahl unterstützt

MK Strangguss GmbH liefert Strangguss-Halbzeuge aus Grauguss und Sphäroguss nach DIN EN 16482, bei denen alle relevanten Datenblatt-Kennwerte durch die Zertifizierung nach DIN EN ISO 9001:2015 abgesichert sind. Das Lieferprogramm umfasst Güten von GJL-HB150C bis GJS-700-3C in Abmessungen von 20 mm bis 740 mm, ab Lager lieferbar aus einem Bestand von rund 1.000 Tonnen. Dabei profitieren Kunden von:

  • Werkstoffen überwiegend aus deutscher Herstellung mit gleichbleibenden Materialeigenschaften über alle Lieferungen
  • Lieferung als Rohware, gesägter Zuschnitt, vorgedrehtes Halbzeug mit einem Aufmaß von +1,0 mm oder einbaufertiges Bauteil nach Zeichnung
  • Präzisen Leistungen und Services in der eigenen Fertigung im märkischen Sauerland, die den internen Bearbeitungsaufwand reduzieren
  • Kurzen Lieferzeiten durch optimierte Bevorratung einzelner Abmessungen und Güten

Sprechen Sie unser Vertriebsteam an, wenn Sie Fragen zu Werkstoffkennwerten, Abmessungen oder Lieferzeiten haben. Wir beraten Sie zu den richtigen Güten für Ihre Anwendung und klären, welcher Bearbeitungsgrad Ihren Fertigungsprozess am besten unterstützt. Erreichbar sind wir Mo bis Fr von 07:00 bis 18:00 Uhr unter Tel. +49 2391 607744-0 oder per E-Mail an info@mk-strangguss.de.

Ähnliche Artikel