Was bedeutet die Zugfestigkeit bei Gusseisen? Einfach erklärt

Alexander Wosinski · 16 Juni 2026

Die Zugfestigkeit bei Gusseisen beschreibt den maximalen Zug, den ein Werkstoff aushält, bevor er versagt. Sie wird in Megapascal (MPa) angegeben und ist eine der zentralen mechanischen Kenngrößen bei der Werkstoffauswahl für Bauteile unter Zug- oder Biegebelastung. Die folgenden Abschnitte beantworten die wichtigsten Fragen rund um Zugfestigkeit, Werkstoffverhalten und Anwendungsauswahl bei Grauguss, Sphäroguss und Bronze.

Wie wird die Zugfestigkeit bei Gusseisen gemessen?

Die Zugfestigkeit von Gusseisen wird im Zugversuch nach DIN EN ISO 6892-1 ermittelt. Dabei wird ein normierter Probestab mit definiertem Querschnitt bis zum Bruch belastet. Die dabei gemessene maximale Kraft, bezogen auf den ursprünglichen Querschnitt, ergibt die Zugfestigkeit in MPa. Für Strangguss-Halbzeuge nach DIN EN 16482 gelten dabei spezifische Prüfbedingungen, die auf die stranggegossene Gefügestruktur abgestimmt sind.

Der Zugversuch liefert mehrere Kennwerte gleichzeitig: neben der Zugfestigkeit (Rm) auch die Streckgrenze (Rp0,2), die Bruchdehnung (A) und den Elastizitätsmodul. Für die Werkstoffauswahl im Maschinenbau sind alle vier Werte relevant, wobei die Zugfestigkeit als Versagenskriterium unter kurzzeitiger Überlast besonders häufig herangezogen wird.

Bei Gusseisen ist zu beachten, dass die Zugfestigkeit stark vom Gefügeaufbau abhängt. Grauguss mit seiner lamellaren Graphitstruktur verhält sich im Zugversuch spröde, während Sphäroguss durch seine kugelförmigen Graphiteinschlüsse eine deutlich duktilere Bruchcharakteristik zeigt. Diese Unterschiede spiegeln sich direkt in den normierten Mindestwerten nach DIN EN 16482 wider.

Was sind typische Zugfestigkeitswerte bei Grauguss und Sphäroguss?

Die Zugfestigkeit bei Grauguss (GJL) liegt je nach Güte zwischen 150 MPa und 350 MPa. Sphäroguss (GJS) erreicht deutlich höhere Werte: von 400 MPa bei GJS-400-15C bis zu 700 MPa bei GJS-700-3C. Beide Werkstoffgruppen sind in DIN EN 16482 normiert, wobei die Bezeichnung den Mindestwert der Zugfestigkeit in MPa direkt enthält.

Für Grauguss nach DIN EN 16482 gelten folgende Richtwerte:

GJL-HB150C: Zugfestigkeit ab ca. 150 MPa, vorrangig für gering belastete Anwendungen
GJL-250C: Mindestzugfestigkeit 250 MPa, häufig im allgemeinen Maschinenbau eingesetzt
GJL-300C: Mindestzugfestigkeit 300 MPa, für höher belastete Führungs- und Tragelemente

Bei Sphäroguss ergibt sich eine breitere Bandbreite:

GJS-400-15C: 400 MPa Zugfestigkeit, hohe Bruchdehnung von 15 %
GJS-500-7C: 500 MPa, ausgewogenes Verhältnis aus Festigkeit und Zähigkeit
GJS-600-3C: 600 MPa, für Anwendungen mit mittleren bis hohen dynamischen Lasten
GJS-700-3C: 700 MPa, für anspruchsvolle Bauteile unter hoher statischer und dynamischer Beanspruchung

Diese Werte gelten als Mindestwerte für den Werkstoff im stranggegossenen Zustand. Tatsächliche Prüfwerte aus der Produktion liegen in der Regel darüber, sofern die Herstellung unter kontrollierten Bedingungen erfolgt, wie es bei Qualitätsprodukten aus deutschen Strangguss-Halbzeugen der Fall ist.

Warum hat Grauguss eine niedrigere Zugfestigkeit als Sphäroguss?

Grauguss hat eine niedrigere Zugfestigkeit als Sphäroguss, weil seine lamellaren Graphiteinschlüsse als innere Kerben wirken. Unter Zugbelastung entstehen an den Lamellenkanten Spannungskonzentrationen, die zum vorzeitigen Rissfortschritt führen. Sphäroguss enthält dagegen kugelförmige Graphitknoten, die keine scharfen Kerbwirkungen erzeugen und eine gleichmäßigere Spannungsverteilung ermöglichen.

Der Unterschied ist nicht graduell, sondern strukturell bedingt. Bei Grauguss ist der Graphit in langgestreckten, unregelmäßigen Lamellen verteilt. Diese Geometrie unterbricht die metallische Matrix und verhindert eine gleichmäßige Kraftübertragung. Das erklärt auch, warum Grauguss im Zugversuch nahezu kein plastisches Verformungsvermögen zeigt: Er bricht ohne nennenswerte Vorankündigung.

Sphäroguss dagegen kann sich durch die intakte metallische Matrix zwischen den Graphitknoten plastisch verformen, bevor der Bruch eintritt. Das zeigt sich in der Bruchdehnung: GJS-400-15C erreicht 15 %, während Grauguss praktisch keine messbare Dehnung aufweist. Für Konstrukteure bedeutet das: Grauguss ist bei Druckbelastung gut geeignet, bei Zugbelastung jedoch deutlich eingeschränkt.

Welche Zugfestigkeit brauche ich für meine Anwendung?

Die benötigte Zugfestigkeit hängt von der Belastungsart, den Sicherheitsanforderungen und dem Bauteilquerschnitt ab. Als Orientierung gilt: Für statisch druckbelastete Bauteile reicht Grauguss GJL-250C oft aus. Für Bauteile unter Zugbelastung, wechselnden Lasten oder mit Kerbwirkung empfiehlt sich Sphäroguss ab GJS-400-15C. Bei dynamisch hochbelasteten Komponenten ist GJS-600-3C oder GJS-700-3C die richtige Wahl.

In der Praxis orientiert sich die Werkstoffauswahl an einigen konkreten Kriterien:

Belastungsart: Druckbelastung begünstigt Grauguss, Zugbelastung erfordert Sphäroguss
Dynamische Beanspruchung: Wechsellasten und Stöße verlangen höhere Bruchdehnung, also GJS-Güten
Wanddicke und Querschnitt: Größere Querschnitte können die erreichbare Zugfestigkeit beeinflussen
Bearbeitbarkeit: Grauguss lässt sich einfacher spanend bearbeiten, was bei komplexen Geometrien relevant ist
Normanforderungen: Wenn die Bauteilzeichnung eine bestimmte DIN EN 16482-Güte vorschreibt, ist diese verbindlich

Konstrukteure im Maschinenbau und in der Hydraulikindustrie legen die Werkstoffgüte in der Regel bereits in der Zeichnung fest. Einkäufer sollten sicherstellen, dass der Lieferant die geforderte Güte nach DIN EN 16482 mit entsprechendem Prüfnachweis liefern kann.

Beeinflusst der Querschnitt eines Stranggussstabs die Zugfestigkeit?

Ja, der Querschnitt eines Stranggussstabs kann die erreichbare Zugfestigkeit beeinflussen. Bei größeren Querschnitten kühlt der Kern langsamer ab, was zu einer gröberen Gefügeausbildung führen kann. Das wirkt sich bei Sphäroguss auf die Graphitmorphologie und damit auf die mechanischen Kennwerte aus. DIN EN 16482 berücksichtigt diesen Effekt durch querschnittsbezogene Mindestanforderungen.

Für Strangguss ist dieser Effekt geringer ausgeprägt als beim Sandguss, da das Stranggussverfahren eine gerichtetere Erstarrung und ein feineres, gleichmäßigeres Gefüge erzeugt. Dennoch gilt: Bei Abmessungen jenseits von 300 mm sollte die Werkstoffauswahl mit dem Lieferanten abgestimmt werden, um sicherzustellen, dass die geforderten Kennwerte auch im Kernbereich des Stabs erreicht werden.

Für Einkäufer und Konstrukteure bedeutet das in der Praxis: Die Zugfestigkeitswerte aus dem Datenblatt gelten für definierte Probenentnahmeorte und Probenabmessungen. Wenn ein Bauteil aus einem großen Querschnitt gefertigt wird und die Zugfestigkeit im Kern sicherheitsrelevant ist, sollte ein Prüfzeugnis mit bauteilnaher Probenahme angefordert werden.

Wie unterscheidet sich die Zugfestigkeit von Gusseisen von der von Bronze?

Bronze erreicht je nach Legierung Zugfestigkeiten zwischen 200 MPa und über 700 MPa und liegt damit im Bereich von Grauguss bis hochfestem Sphäroguss. Der wesentliche Unterschied liegt nicht allein in der Festigkeit, sondern im Werkstoffverhalten: Bronze zeigt eine deutlich höhere Duktilität und Korrosionsbeständigkeit, während Gusseisen bei Druckbelastung und Dämpfungseigenschaften überlegen ist.

Für die Werkstoffauswahl zwischen Gusseisen und Bronze ist die Zugfestigkeit allein selten entscheidend. Relevanter sind häufig folgende Eigenschaften:

Gleit- und Verschleißeigenschaften: Bronze wird bevorzugt für Gleitlager, Buchsen und Führungselemente eingesetzt
Korrosionsbeständigkeit: Bronze ist in feuchten oder chemisch belasteten Umgebungen deutlich beständiger
Wärmeleitfähigkeit: Bronze leitet Wärme besser ab, was bei bestimmten Formenbau-Anwendungen vorteilhaft ist
Bearbeitbarkeit: Beide Werkstoffe lassen sich gut zerspanen, Bronze jedoch mit anderen Schnittparametern

Im Glas- und Formenbau sowie in der Hydraulikindustrie werden Bronze und Gusseisen oft für unterschiedliche Bauteile innerhalb derselben Anlage eingesetzt, da sie sich in ihren Eigenschaften ergänzen. Die Zugfestigkeit ist dabei ein Auswahlkriterium unter mehreren, das gemeinsam mit Gleitverhalten, Wärmebeständigkeit und Bearbeitungsaufwand bewertet werden sollte.

Wie MK Strangguss GmbH bei der Werkstoffauswahl unterstützt

Die Auswahl der richtigen Zugfestigkeit ist eine technische Entscheidung, die direkt die Bauteilsicherheit und den Bearbeitungsaufwand beeinflusst. MK Strangguss GmbH liefert Strangguss-Halbzeuge aus Grauguss und Sphäroguss nach DIN EN 16482 sowie Bronze-Legierungen, und zwar mit dem Werkstoff-Know-how, das eine fundierte Auswahl ermöglicht. Das Angebot umfasst konkret:

Grauguss-Güten GJL-HB150C, GJL-250C und GJL-300C sowie Sphäroguss GJS-400-15C bis GJS-700-3C, ab Lager lieferbar
Abmessungen von 20 mm bis 740 mm, ab einem Stück, mit kurzen Lieferzeiten aus dem märkischen Sauerland
Lieferung als Rohware, gesägter Zuschnitt, vorgedrehtes Halbzeug mit einem Aufmaß von +1,0 mm oder einbaufertiges Bauteil nach Zeichnung
Qualitätssicherung nach DIN EN ISO 9001:2015 mit rückverfolgbarer Herkunft aus überwiegend deutscher Produktion
Lösungsorientierte Beratung durch technisch versierte Vertriebsmitarbeiter, die Ihre Anforderungen an Zugfestigkeit, Querschnitt und Bearbeitungsgrad kennen

Sprechen Sie unser Vertriebsteam an, wenn Sie die passende Güte für Ihre Anwendung abstimmen möchten: Tel. +49 2391 607744-0 oder info@mk-strangguss.de, erreichbar Mo bis Fr von 07:00 bis 18:00 Uhr. Weitere Informationen zu verfügbaren Werkstoffen und Abmessungen finden Sie unter Leistungen und Service.