Vergleich von Bruchfläche und Gefüge von Grauguss und Stahlguss
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Gusseisen vs Stahlguss: Unterschiede, Erkennen, Auswahl

Aktif Çelik Technisches Team6 Min. Lesezeit

Der einzige Unterschied zwischen Gusseisen und Stahlguss ist der Kohlenstoffgehalt — und dieser eine Unterschied verändert Zähigkeit, Schweißbarkeit und Kosten vollständig. Unterschiede, Erkennungstests und Auswahlhilfe.

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Was ist Gusseisen, was ist Stahlguss?

Beide sind Eisen-Kohlenstoff-Legierungen und beide werden geschmolzen und in Formen gegossen. Der einzige entscheidende Unterschied ist der Kohlenstoffgehalt — und er verändert den Charakter der Werkstoffe grundlegend:

  • Gusseisen: Kohlenstoff über 2,1 % (praktisch 2,5–4,0 %). Der überschüssige Kohlenstoff bleibt nicht gelöst und scheidet sich als freier Grafit aus.
  • Stahlguss: Kohlenstoff unter 2,1 % (bei Baustahlguss typisch ≤0,30 %). Der gesamte Kohlenstoff bleibt gelöst; es gibt keinen freien Grafit.

Kurz: Freier Grafit = Gusseisen, kein Grafit = Stahlguss. Genau deshalb ist Gusseisen spröde und Stahlguss zäh — die Grafitlamellen wirken wie im Werkstoff verteilte Mikrorisse.

Nicht verwechseln: Roheisen ist das rohe Zwischenprodukt aus dem Hochofen; Gusseisen ist das Fertigprodukt durch Umschmelzen und Vergießen von Roheisen.

Kohlenstoffgehalt und Zusammensetzung

ElementGraugussSphäroguss (GJS)Stahlguss (unlegiert)
Kohlenstoff (C)2,5–4,03,2–3,8≤ 0,30
Silizium (Si)1,0–3,01,8–2,8≤ 0,60
Mangan (Mn)0,4–1,00,1–0,50,5–1,0
Freier GrafitLamellarKugeligKeiner

Mit unserem Werkzeug für chemische Zusammensetzung vergleichen Sie Analysen Werkstoff für Werkstoff.

Mechanische Eigenschaften

EigenschaftGrauguss (EN-GJL-250)Sphäroguss (EN-GJS-400-15)Stahlguss (≈A216 WCB)
Zugfestigkeit (Rm)250–350 MPa≥ 400 MPa485–655 MPa
Streckgrenze (Rp0,2)Keine ausgeprägte Streckgrenze≥ 250 MPa≥ 250 MPa
Bruchdehnung (A)< 1 %≥ 15 %≥ 22 %
Härte180–220 HB130–180 HB130–190 HB
KerbschlagzähigkeitSehr niedrigMittelHoch
SchwingungsdämpfungAusgezeichnetGutSchlecht
Dichte~7,1–7,2 g/cm³~7,1 g/cm³~7,8 g/cm³

Die eigentliche Geschichte steht in der Spalte Bruchdehnung: Grauguss dehnt sich unter 1 % — er bricht ohne Vorwarnung. Stahlguss dehnt sich 22 %; er verformt sich vor dem Bruch und verschafft Zeit. Deshalb bestehen sicherheitskritische Teile aus Stahlguss.

Zum Umrechnen der Härte zwischen HB/HRC/Rm nutzen Sie den Härteumrechner.

Gieß- und Fertigungsverhalten

Kohlenstoff bestimmt nicht nur die Festigkeit, sondern auch das Verhalten in der Gießerei:

GusseisenStahlguss
Gießtemperatur~1350–1450 °C~1550–1650 °C
Fließvermögen (dünne Querschnitte)Sehr gutSchlecht
ErstarrungsschwindungGering (Grafit dehnt sich aus)Hoch — Speiser erforderlich
ZerspanbarkeitAusgezeichnet (Grafit wirkt wie Schmierstoff)Mittel
SchweißbarkeitSchlechtGut
Relative KostenNiedrigHoch

Gusseisen ist der Freund der Gießerei: schmilzt kühler, füllt dünne Wände, schwindet wenig und lässt sich leicht zerspanen. Stahlguss ist fester — kostet aber bei jedem Schritt.

Wie erkennt man sie? (in der Werkstatt, in einer Minute)

  1. Span-Test (am zuverlässigsten): Mit Feile oder Bohrer einen Span nehmen. Gusseisen gibt pulvrige, zerbröckelnde Späne (wegen des Grafits). Stahlguss gibt fortlaufende, gekräuselte Späne.
  2. Funkentest: An der Schleifscheibe wirft Gusseisen kurze, matt-rötliche Funken mit dichten feinen Verästelungen. Stahlguss wirft längere, hell gelb-weiße und geradere Funken.
  3. Klangtest: Mit dem Hammer anschlagen. Stahl klingt. Grauguss gibt einen dumpfen, toten „Tock" — direkter Beweis der ausgezeichneten Dämpfung, die ihn zum Werkstoff für Maschinenbetten macht.
  4. Bruchfläche: Grauguss bricht mattgrau und körnig. Stahl bricht glänzend und faserig/seidig.
  5. Dichte: Gusseisen ~7,1 g/cm³ vs. Stahl ~7,8 g/cm³ — bei gleichem Volumen ist Stahl spürbar schwerer. Rechnen Sie mit dem Stahldichte-Rechner.

⚠️ Der Magnettest funktioniert NICHT. Sowohl Gusseisen als auch unlegierter Stahlguss sind ferromagnetisch; ein Magnet zieht beide an. Magnetismus ist kein Unterscheidungsmerkmal.

Gusseisen mit Stahl verschweißen

Eine häufige Aufgabe, die oft misslingt. Es ist möglich — aber nicht mit gewöhnlicher Stahlelektrode. Die Schweißzone wird zu hartem, sprödem weißem Gusseisen (Karbid) und reißt.

Die richtige Methode:

  • Nickel-Eisen-Elektrode (ENiFe-CI) verwenden; Nickel toleriert Kohlenstoff und verhindert spröde Karbidbildung.
  • Vorwärmen auf 200–300 °C und langsam abkühlen (in Asche oder unter Decke).
  • Kurze Raupen legen und zwischen den Raupen abkühlen lassen — geringe Wärmeeinbringung ist entscheidend.
  • Die Raupe im heißen Zustand hämmern (Peening), um Spannungen abzubauen; die meisten Risse entstehen durch Schrumpfspannung.

Bei kritisch belasteten Verbindungen: eine Schraub-/Mechanikverbindung erwägen. Gusseisenschweißen ist eine Reparatur-, keine Konstruktionslösung.

Wann was wählen?

Gusseisen wählen, wenn:

  • Das Teil auf Druck beansprucht wird (Maschinenbetten, Führungen, Motorblöcke)
  • Schwingungsdämpfung gefragt ist (Werkzeugmaschinen — was Stahl nicht kann)
  • Die Geometrie komplex und dünnwandig ist (Fließvorteil)
  • Verschleißfestigkeit und leichte Zerspanung nötig sind
  • Kosten die Hauptrestriktion sind

Stahlguss wählen, wenn:

  • Das Teil Schlag-, Zug- oder dynamische Lasten erfährt
  • Es sicherheitskritisch ist — es muss sich vor dem Bruch verformen (Krane, Bahn, Druckteile)
  • Schweißkonstruktion oder spätere Schweißreparatur nötig ist
  • Tieftemperaturzähigkeit verlangt wird (Gusseisen wird in Kälte noch spröder)
  • Das Teil später wärmebehandelt wird

Sphäroguss (EN-GJS) ist der Mittelweg: Gießbarkeit und Kosten des Gusseisens plus nennenswerte Duktilität (15 % Dehnung). Deshalb dominiert er bei Kurbelwellen, Getriebegehäusen, Druckrohren und Fittings. Aus Lamellen werden Kugeln durch die FeSiMg-Vorbehandlung und Impfmittel, die beim Gießen zugegeben werden.

Anwendungen

BrancheGusseisenStahlguss
MaschinenbauMaschinenbetten, Führungen, SchwungräderZahnräder, Kupplungen, Schwerlastteile
AutomobilMotorblöcke, Bremsscheiben, ZylinderlaufbuchsenFahrwerksteile, Wellen
Energie / ArmaturenGehäuse (Niederdruck)Armaturengehäuse, Hochdruckteile
InfrastrukturKanalrohre, Schachtdeckel, SphärorohreBahnfittings, Kranteile
GießereiindustrieGrau-/SphärogussreiheStahlgussteile, Mahlkugeln

Lieferung von Aktif Çelik

Aktif Çelik liefert die gesamte Kette, die Gießereien zum Erreichen ihrer Zielchemie brauchen: Roheisen (Stahl-, Gießerei- und Sphäroroheisen), Impfmittel und FeSiMg-Vorbehandlung, Ferrolegierungen und Guss-/Mahlkugeln. Unser technisches Team unterstützt Sie bei Gichtberechnung, Schwefel-/Magnesium-Einstellung und Werkstoffwahl. Kontaktieren Sie uns für Analysenberichte und Muster.

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