Was sind Poren im Gusseisen und wann werden sie kritisch?

Alexander Wosinski · 02 Sep. 2026

Poren im Gusseisen entstehen durch Gase, Schwindung oder Einschlüsse während der Erstarrung und sind ein häufig auftretender Gussfehler. Ob sie technisch kritisch werden, hängt von ihrer Größe, Lage und dem jeweiligen Werkstoff ab. Die folgenden Abschnitte beantworten die wichtigsten Fragen zu Porosität, Erkennung und Vermeidung im Strangguss.

Wie entstehen Poren im Gusseisen?

Poren im Gusseisen entstehen, wenn während der Erstarrung Gase, Schwindungshohlräume oder nichtmetallische Einschlüsse eingeschlossen werden, anstatt aus der Schmelze zu entweichen. Der Entstehungsmechanismus bestimmt dabei sowohl die Form als auch die Lage der Pore im fertigen Werkstück.

Die häufigste Ursache ist gelöster Wasserstoff in der Schmelze. Beim Abkühlen sinkt die Löslichkeit des Gases rapide, und der überschüssige Wasserstoff entweicht nicht vollständig, sondern bildet kugelförmige oder längliche Hohlräume im Gefüge. Daneben führt die Volumenkontraktion beim Übergang von flüssig zu fest zur sogenannten Schwindungsporosität, die sich bevorzugt in thermischen Zentren konzentriert, also dort, wo das Material zuletzt erstarrt.

Beim konventionellen Sandguss kommen Formgasporosität und Turbulenz beim Abguss als weitere Ursachen hinzu. Im Strangguss, der ein kontinuierliches und kontrolliertes Erstarrungsverfahren nutzt, sind diese Einflüsse deutlich reduziert. Das ist einer der wesentlichen Qualitätsvorteile des Strangguss-Halbzeugs gegenüber konventionell gegossenen Rohlingen.

Welche Arten von Poren gibt es im Gusseisen?

Im Gusseisen unterscheidet man grundsätzlich drei Arten von Poren: Gasporosität, Schwindungsporosität (Lunker) und Mikroporosität. Jede Porenkategorie hat eine charakteristische Morphologie, Entstehungsursache und technische Auswirkung auf das Bauteil.

Gasporosität

Gasporosität entsteht durch eingeschlossene Gase, überwiegend Wasserstoff oder Stickstoff. Die Poren sind meist rund bis oval, haben glatte Innenwände und verteilen sich relativ gleichmäßig im Querschnitt. Im Schliffbild sind sie gut erkennbar und lassen sich eindeutig von Schwindungshohlräumen abgrenzen.

Schwindungsporosität und Lunker

Lunker im Gusseisen entstehen durch Volumenverlust beim Erstarren. Makrolunker bilden sich in thermischen Zentren und sind oft mit bloßem Auge sichtbar, während Mikrolunker ein dendritisches, verzweigtes Erscheinungsbild zeigen. Besonders in dickwandigen Querschnitten oder bei ungleichmäßiger Wandstärke ist Schwindungsporosität ein relevantes Qualitätsmerkmal, das die mechanischen Eigenschaften lokal erheblich beeinflussen kann.

Mikroporosität

Mikroporosität beschreibt fein verteilte, sehr kleine Hohlräume, die oft erst bei metallografischer Untersuchung oder unter dem Mikroskop sichtbar werden. Sie entsteht durch das Zusammenwirken von Gassättigung und Schwindung an der Erstarrungsfront. Obwohl einzelne Mikroporen wenig Wirkung haben, kann eine hohe Dichte an Mikroporen die Dauerfestigkeit und Dichtigkeit des Werkstoffs spürbar verringern.

Wann werden Poren im Gusseisen technisch kritisch?

Poren werden technisch kritisch, wenn sie die mechanischen Eigenschaften, die Dichtigkeit oder die Bearbeitbarkeit des Bauteils beeinträchtigen. Entscheidend sind dabei drei Faktoren: die Porengröße im Verhältnis zum Querschnitt, die Lage der Pore (Oberfläche oder Kern) und die Beanspruchungsart des Bauteils.

Oberflächennahe Poren, die beim Drehen oder Fräsen freigelegt werden, sind in vielen Anwendungen tolerierbar, sofern sie die Maßhaltigkeit nicht beeinflussen. Kritisch werden sie, wenn das Bauteil Druckdichtigkeit erfordert, etwa in Hydraulikkomponenten, oder wenn es dynamisch wechselnden Belastungen ausgesetzt ist. Poren wirken in diesem Kontext als Kerbstellen und können als Ausgangspunkt für Rissinitiierung dienen.

Poren im Kernbereich dickwandiger Querschnitte sind dagegen häufig unkritisch, solange sie keine zusammenhängenden Hohlraumsysteme bilden. Für drucktragende Bauteile in der Hydraulik- und Antriebstechnik gelten strenge Anforderungen, die in der Regel durch zerstörungsfreie Prüfung (ZfP) abgesichert werden. Für viele Standardanwendungen im Maschinenbau sind einzelne, isolierte Poren unterhalb definierter Grenzwerte nach einschlägigen Normen zulässig.

Wie unterscheiden sich Poren in GJL und GJS?

Grauguss (GJL) und Sphäroguss (GJS) reagieren aufgrund ihrer unterschiedlichen Gefügestruktur verschieden auf Porosität. In GJL überlagert der lamellare Graphit die Kerbwirkung von Poren teilweise, während in GJS die kugelförmige Graphitstruktur höhere Anforderungen an die Reinheit des Gefüges stellt.

In GJL-Werkstoffen wie GJL-250C oder GJL-300C verteilt sich der Graphit in Lamellenform über das Gefüge. Diese Lamellen selbst wirken bereits als Diskontinuitäten, sodass kleinere Gasporen die mechanischen Kennwerte weniger drastisch verändern. Grauguss ist daher in vielen Anwendungen toleranter gegenüber moderater Porosität, solange keine Dichtigkeit gefordert wird.

Bei Sphäroguss, also GJS-Werkstoffen von GJS-400-15C bis GJS-700-3C, ist die Situation anders. Die kugelförmige Graphitausbildung verleiht dem Werkstoff seine höhere Zugfestigkeit und Duktilität. Poren stören dieses Gefüge stärker, weil sie zwischen den Graphitkugeln als Schwachstellen wirken und die plastische Verformbarkeit lokal reduzieren. Für dynamisch beanspruchte Bauteile aus GJS sind deshalb engere Porositätsgrenzen einzuhalten. Das Lieferprogramm für Gusseisen umfasst beide Werkstoffgruppen nach DIN EN 16482, sodass die Materialauswahl gezielt nach Beanspruchungsprofil erfolgen kann.

Wie werden Poren im Gusseisen zuverlässig erkannt?

Poren im Gusseisen werden je nach Größe, Lage und Prüfanforderung mit unterschiedlichen Verfahren erkannt: Sichtprüfung, Ultraschallprüfung, Röntgenprüfung und metallografische Schliffuntersuchung sind die gängigen Methoden in der industriellen Praxis.

Die Sichtprüfung erfasst nur oberflächennahe Poren, die nach der Bearbeitung freigelegt werden. Sie ist schnell und kostengünstig, aber für Kernporosität ungeeignet. Die Ultraschallprüfung (UT) eignet sich gut für dickwandige Querschnitte und erkennt volumetrische Fehler zuverlässig, ohne das Bauteil zu beschädigen. Für präzisere Lage- und Größenbestimmung von Poren wird die Röntgenprüfung eingesetzt, die ein direktes Bild der inneren Struktur liefert.

Für die Werkstoffentwicklung und Qualitätskontrolle im Labor ist die metallografische Schliffuntersuchung das genaueste Verfahren. Dabei wird eine Probe präpariert, geätzt und unter dem Mikroskop ausgewertet. Diese Methode liefert Informationen über Porenverteilung, Morphologie und Zusammenhang mit dem Graphitgefüge, ist aber zerstörend und daher nicht für die Serienprüfung geeignet.

Wie lassen sich Poren im Strangguss minimieren?

Im Strangguss lässt sich Porosität durch die kontrollierte, kontinuierliche Erstarrung unter definierten Bedingungen deutlich reduzieren. Das Verfahren bietet gegenüber konventionellen Gießmethoden strukturelle Vorteile, die systematisch zur Porenminimierung genutzt werden.

Der entscheidende Mechanismus ist die gerichtete Erstarrung: Die Schmelze erstarrt im Strangguss von außen nach innen, unter kontinuierlichem Nachspeisen aus der flüssigen Phase. Das reduziert Schwindungsporosität erheblich, weil Volumendefizite durch nachfließende Schmelze ausgeglichen werden, bevor sie zu Hohlräumen erstarren. Thermische Zentren, in denen Lunker entstehen, sind im Stranggussprozess konstruktiv weitgehend vermieden.

Weitere Maßnahmen zur Porenminimierung betreffen die Schmelzequalität: eine sorgfältige Entgasung der Schmelze, die Kontrolle des Feuchtigkeitsgehalts aller Einsatzstoffe und die präzise Temperaturführung beim Abguss. Qualitätsbewusste Hersteller dokumentieren diese Prozessparameter lückenlos, um gleichbleibende Materialeigenschaften über alle Chargen sicherzustellen.

Ein weiterer Faktor ist die Querschnittsgeometrie: Runde Stäbe und Rohre aus dem Strangguss erstarren gleichmäßiger als komplexe Sandgussgeometrien, was die Entstehung von Mikrolunkern in thermischen Zentren reduziert. Für Einkäufer und Fertigungsleiter, die Bauteile mit hohen Anforderungen an Dichtigkeit oder Dauerfestigkeit produzieren, ist die Auswahl von Strangguss-Halbzeug aus zertifizierter Herstellung deshalb eine direkte Qualitätsentscheidung.

Wie MK Strangguss GmbH Porosität im Halbzeug zuverlässig beherrscht

MK Strangguss GmbH liefert Strangguss-Halbzeuge aus Grauguss (GJL) und Sphäroguss (GJS), die überwiegend aus deutscher Herstellung stammen und nach DIN EN 16482 zertifiziert sind. Das bedeutet für Ihre Beschaffung konkret:

Gleichbleibende Gefügequalität durch Werkstoffe aus kontrolliertem Stranggussprozess in deutschen Produktionsstätten
Verfügbarkeit in Abmessungen von 20 mm bis 740 mm ab Lager, mit einem Lagerbestand von rund 1.000 Tonnen für kurze Reaktionszeiten
Werkstoffgüten von GJL-HB150C bis GJL-300C und GJS-400-15C bis GJS-700-3C, abgestimmt auf unterschiedliche Beanspruchungsprofile
Bearbeitung in der eigenen Fertigung im märkischen Sauerland: gesägt, vorgedreht mit einem Aufmaß von +1,0 mm oder einbaufertig nach Zeichnung
Qualitätssicherung nach DIN EN ISO 9001:2015, dokumentiert und auditiert

Wenn Sie Strangguss-Halbzeuge benötigen, bei denen Porosität kein Kompromissthema ist, sprechen Sie unser Vertriebsteam an. Wir beraten Sie zu Werkstoffen, Abmessungen und Bearbeitungsoptionen: Tel. +49 2391 607744-0 | info@mk-strangguss.de | Mo. bis Fr., 07:00 bis 18:00 Uhr.