Sphäroguss bringt Leichtbau bei Windenergieanlagen voran

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Die Bewertungen der Legierungen nach den physikalischen Werkstoffeigenschaften Zugfestigkeit, 0,2% Dehngrenze, Bruchdehnung und Kerbschlagarbeit sind für den Konstrukteur wichtige Berechnungsgrößen. In der Gesamtwirkung räumt der kaltzähe Werkstoff Sphäroguss mit der althergebrachten Meinung „Guss ist hart, spröde und nicht schweißbar“ gehörig auf.

Visuell verdeutlicht dies ein Festigkeits-Torsions-Dehnungs-Nachweis: Aus einem Gussblock herausgeschnittene Stäbe aus EN-GJS-400-18U-LT mit 7 mm × 15 mm × 250 mm werden auf einer gesteuerten Drehbank erst um 360°, dann gesteigert bis 540° (1,5-fache Drehung) um die eigene Achse gedreht (Bild 1).

Genaue Festigkeitsberechnungen ohne übliche Sicherheitszuschläge

Das Ergebnis zeigt, dass der Gusswerkstoff EN-GJS-400-18U-LT nicht nur mindestens 18% Dehnung hat, sondern auch entsprechend gute Verformungs- und Torsionseigenschaften (360 N/mm2) aufgrund der hohen Kaltzähigkeit. Das ist besonders bei dauerhaft stark schwankender Windgeschwindigkeit sowie bei stürmischem Windwechsel eine geniale Eigenschaft des Werkstoffes Ferrocast.

Diese nachgewiesenen Eigenschaften ermöglichen zudem exakte Festigkeitsberechnungen ohne die bisher üblichen Sicherheitszuschläge, die in der Regel zu einer Aufweitung der Wanddicken führen. Das Ergebnis ist eine Verbindung aus serienmäßiger Werkstoffsicherheit und gesicherten Berechnungsmodellen – eine Erfordernis, um Leichtbau mit hoch beanspruchten Gusskomponenten durchzusetzen.

Gusseisen mit Kugelgraphit – gefragter Werkstoff für den Konstruktionsalltag

Daraus resultiert, dass Gusseisen mit Kugelgraphit (GJS) ein moderner, immer stärker nachgefragter Werkstoff für vielfältige Anwendungen im Konstruktionsalltag ist. Besonders im Hinblick auf einen konsequenten Leichtbau und den immer mehr in den Fokus rückenden Ansatz der Ressourcenschonung erweist sich GJS als zukunftsorientierter Konstruktionswerkstoff.

Infolge der kugelförmigen Ausprägung des Graphits im Grundmaterial und der damit verbundenen deutlich geringeren Schwächung der metallischen Matrix im Vergleich zum Gusseisen mit Lamellengraphit (GJL) ähnelt dieser Eisenwerkstoff in vielerlei Hinsicht den Stählen und damit deren Einsatzspektrum.

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