GM190 Gussstahl: Eigenschaften und wichtige Anwendungen

GM190 Gussstahl ist eine spezifische Sorte von Gussstahl, die für ihre einzigartigen Eigenschaften und Anwendungen in verschiedenen Ingenieurwesen bekannt ist. Als mittelkohlenstoffhaltiger Legierungsstahl eingestuft, enthält GM190 typischerweise eine ausgewogene Mischung aus Kohlenstoff, Mangan und Silizium, die zu seiner mechanischen Festigkeit und Haltbarkeit beiträgt. Die Hauptlegierungselemente in GM190 umfassen:

• Kohlenstoff (C): Erhöht Härte und Festigkeit.
• Mangan (Mn): Verbessert die Härte und Zugfestigkeit.
• Silizium (Si): Erhöht die Festigkeit und den Widerstand gegen Oxidation.

Umfassender Überblick

GM190 Gussstahl wird für seine ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften anerkannt, was ihn für eine Vielzahl von Anwendungen, insbesondere in den Automobil- und Maschinenbau-Sektoren geeignet macht. Zu seinen bemerkenswerten Eigenschaften gehören gute Schweißbarkeit, hohe Festigkeit und Verschleißfestigkeit, die für Bauteile, die mechanischen Belastungen ausgesetzt sind, entscheidend sind.

Die Vorteile von GM190 umfassen:

• Hohe Festigkeit: Geeignet für tragende Anwendungen.
• Gute Schweißbarkeit: Kann mit gängigen Techniken einfach geschweißt werden.
• Verschleißfestigkeit: Ideal für Bauteile, die Reibung erfahren.

GM190 hat jedoch auch Einschränkungen:

• Korrosionsbeständigkeit: Nicht so korrosionsbeständig wie rostfreie Stähle.
• Brittleness: Kann spröde werden, wenn sie nicht ordnungsgemäß wärmebehandelt wird.

Historisch gesehen wurde GM190 in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, einschließlich struktureller Komponenten, Automobilteile und Maschinen, aufgrund seiner günstigen Balance von Festigkeit und Duktilität.

Alternative Bezeichnungen, Normen und Äquivalente

Normenorganisation	Bezeichnung/Grad	Land/Region Herkunft	Hinweise/Bemerkungen
UNS	G19000	USA	Nächste Entsprechung zu ASTM A216 WCB
ASTM	A216 WCB	USA	Häufig für Güsse verwendet
EN	1.0619	Europa	Kleine Zusammensetzungsunterschiede
DIN	1.0619	Deutschland	Ähnliche Eigenschaften wie GM190
JIS	G3106 SM490	Japan	Vergleichbare Festigkeit

Die oben aufgeführten äquivalenten Klassen können subtile Unterschiede in der Zusammensetzung und den Eigenschaften aufweisen, die die Leistung in bestimmten Anwendungen beeinflussen können. Zum Beispiel, während ASTM A216 WCB ähnlich in der Festigkeit ist, könnte es in Hochtemperatureinsätzen im Vergleich zu GM190 nicht so gut abschneiden.

Wesentliche Eigenschaften

Chemische Zusammensetzung

Element (Symbol und Name)	Prozentsatz Bereich (%)
C (Kohlenstoff)	0,20 - 0,25
Mn (Mangan)	0,60 - 0,90
Si (Silizium)	0,15 - 0,40
P (Phosphor)	≤ 0,035
S (Schwefel)	≤ 0,035

Die Hauptrolle der wesentlichen Legierungselemente in GM190 umfasst:

• Kohlenstoff: Erhöht die Härte und Festigkeit, die für tragende Anwendungen essentiell sind.
• Mangan: Verbessert die Härte, was eine bessere Leistung unter Stress ermöglicht.
• Silizium: Verbessert die Oxidationsbeständigkeit, was zur Langlebigkeit des Stahls beiträgt.

Mechanische Eigenschaften

Eigenschaft	Zustand/Temperatur	Prüftemperatur	Typischer Wert/Bereich (metrisch)	Typischer Wert/Bereich (imperial)	Referenzstandard für Prüfmethoden
Zugfestigkeit	Glühen	Raumtemperatur	370 - 490 MPa	54 - 71 ksi	ASTM E8
Streckgrenze (0,2% Offset)	Glühen	Raumtemperatur	220 - 300 MPa	32 - 44 ksi	ASTM E8
Dehnung	Glühen	Raumtemperatur	20 - 25%	20 - 25%	ASTM E8
Härte (Brinell)	Glühen	Raumtemperatur	150 - 200 HB	150 - 200 HB	ASTM E10
Kerbschlagfestigkeit	Charpy, -20°C	-20°C	27 - 35 J	20 - 26 ft-lbf	ASTM E23

Die Kombination dieser mechanischen Eigenschaften macht GM190 für Anwendungen geeignet, die hohe Festigkeit und Zähigkeit erfordern, wie strukturelle Komponenten und Maschinenbauteile.

Physikalische Eigenschaften

Eigenschaft	Zustand/Temperatur	Wert (metrisch)	Wert (imperial)
Dichte	Raumtemperatur	7,85 g/cm³	0,284 lb/in³
Schmelzpunkt	-	1425 - 1540 °C	2600 - 2800 °F
Wärmeleitfähigkeit	Raumtemperatur	50 W/m·K	34,5 BTU·in/(h·ft²·°F)
Spezifische Wärmekapazität	Raumtemperatur	0,46 kJ/kg·K	0,11 BTU/lb·°F
Elektrische Widerstandsfähigkeit	Raumtemperatur	0,0000017 Ω·m	0,0000017 Ω·in

Wesentliche physikalische Eigenschaften wie Dichte und Schmelzpunkt sind wichtig für Anwendungen, bei denen Gewicht und Wärmemanagement entscheidend sind. Die Dichte gibt Aufschluss über das Gewicht des Materials, während der Schmelzpunkt auf die Eignung für Hochtemperatureinsätze hinweist.

Korrosionsbeständigkeit

Korrosionsmittel	Konzentration (%)	Temperatur (°C)	Widerstandsbewertung	Hinweise
Chloride	3-5	25-60	Ausreichend	Risiko der Lochkorrosion
Schwefelsäure	10-20	25-50	Schlecht	Nicht empfohlen
Atmosphärisch	-	-	Gut	Mittlere Beständigkeit

GM190 zeigt eine moderate Korrosionsbeständigkeit, insbesondere unter atmosphärischen Bedingungen. Es ist jedoch anfällig für Lochkorrosion in Chloridumgebungen und sollte in sauren Bedingungen vermieden werden. Im Vergleich zu rostfreien Stählen ist die Korrosionsbeständigkeit von GM190 begrenzt, was es weniger geeignet für marine oder stark korrosive Umgebungen macht.

Wärmebeständigkeit

Eigenschaft/Grenze	Temperatur (°C)	Temperatur (°F)	Bemerkungen
Maximale kontinuierliche Betriebstemperatur	400 °C	752 °F	Geeignet für moderate Temperaturen
Maximale intermittierende Betriebstemperatur	500 °C	932 °F	Nur kurzfristige Exposition
Skalierungstemperatur	600 °C	1112 °F	Risiko der Oxidation über diese Grenze hinaus

Bei erhöhten Temperaturen behält GM190 seine Festigkeit, kann jedoch Oxidation erfahren. Es sollte darauf geachtet werden, eine längere Exposition gegenüber Temperaturen über 400 °C zu vermeiden, um die mechanischen Eigenschaften nicht zu beeinträchtigen.

Bearbeitungseigenschaften

Schweißbarkeit

Schweißprozess	Empfohlenes Füllmaterial (AWS-Klassifikation)	Typisches Schutzgas/Flussmittel	Hinweise
MIG	ER70S-6	Argon/CO2	Gut für dünne Abschnitte
TIG	ER70S-2	Argon	Ausgezeichnet für Präzision
Stabelektrode	E7018	-	Vorwärmen erforderlich

GM190 wird im Allgemeinen als gut schweißbar angesehen. Vorwärmen kann notwendig sein, um Risse zu vermeiden, insbesondere in dickeren Abschnitten. Eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen kann die mechanischen Eigenschaften der Schweißnaht verbessern.

Bearbeitbarkeit

Bearbeitungsparameter	GM190	AISI 1212	Hinweise/Tips
Relativer Bearbeitungsindex	60%	100%	Moderate Bearbeitbarkeit
Typische Schnittgeschwindigkeit (Drehbearbeitung)	30 m/min	50 m/min	Verwenden Sie Hartmetallwerkzeuge für die besten Ergebnisse

GM190 hat eine moderate Bearbeitbarkeit, die mit geeigneten Werkzeugen und Schnittbedingungen verbessert werden kann. Es wird empfohlen, HSS- oder Hartmetallwerkzeuge für Bearbeitungsoperationen zu verwenden.

Formbarkeit

GM190 kann sowohl mit kalten als auch mit warmen Verfahren geformt werden. Kaltes Umformen ist möglich, kann jedoch zu Festigkeitszunahme führen, die die Duktilität beeinträchtigen kann. Warmes Umformen wird für komplexe Formen bevorzugt, um Risse zu vermeiden und die Formbarkeit zu verbessern.

Wärmebehandlung

Behandlungsprozess	Temperaturbereich (°C/°F)	Typische Haltezeit	Kühlmethode	Hauptzweck / Erwünschtes Ergebnis
Glühen	600 - 700 °C / 1112 - 1292 °F	1 - 2 Stunden	Luft	Härte reduzieren, Duktilität verbessern
Härte	850 - 900 °C / 1562 - 1652 °F	30 Minuten	Öl/Wasser	Härte erhöhen
Anlassen	400 - 600 °C / 752 - 1112 °F	1 Stunde	Luft	Sprödigkeit reduzieren, Zähigkeit erhöhen

Wärmebehandlungsverfahren beeinflussen erheblich die Mikrostruktur von GM190 und verbessern seine mechanischen Eigenschaften. Härte erhöht sich durch das Härten, während das Anlassen die Sprödigkeit verringert, was es für verschiedene Anwendungen geeignet macht.

Typische Anwendungen und Endverwendungen

Branche/Sektor	Spezifisches Anwendungsbeispiel	Wesentliche Stahl Eigenschaften, die in dieser Anwendung genutzt werden	Grund für die Auswahl
Automobil	Motorblöcke	Hohe Festigkeit, gute Bearbeitbarkeit	Tragfähigkeit
Maschinenbau	Getriebe	Verschleißfestigkeit, Zähigkeit	Haltbarkeit unter Stress
Bau	Strukturelle Komponenten	Festigkeit, Schweißbarkeit	Einfachheit der Fertigung

Weitere Anwendungen umfassen:

• Pipelines
• Teile für schwere Maschinen
• Eisenbahnteile

GM190 wird für diese Anwendungen aufgrund seiner Balance zwischen Festigkeit, Duktilität und einfacher Verarbeitung gewählt, was es ideal für Komponenten macht, die hohe Leistungen unter mechanischem Stress erfordern.

Wichtige Überlegungen, Auswahlkriterien und weitere Einblicke

Merkmal/Eigenschaft	GM190	AISI 4140	AISI 1045	Kurze Pro-/Kontra- oder Trade-off-Anmerkung
Wesentliche mechanische Eigenschaft	Moderat	Hoch	Moderat	GM190 ist weniger stark als 4140, aber einfacher zu schweißen.
Wesentliche Korrosionsaspekte	Ausreichend	Gut	Ausreichend	GM190 ist weniger korrosionsbeständig als 4140.
Schweißbarkeit	Gut	Ausreichend	Gut	GM190 ist leichter zu schweißen als 4140.
Bearbeitbarkeit	Moderat	Gut	Gut	GM190 ist weniger bearbeitbar als 1045.
Formbarkeit	Gut	Moderat	Gut	GM190 kann leichter geformt werden als 4140.
Ungefährer relativer Preis	Moderat	Höher	Günstiger	GM190 ist kosteneffektiv für viele Anwendungen.
Typische Verfügbarkeit	Gemein	Weniger gemein	Gemein	GM190 ist im Markt weit verbreitet.

Bei der Auswahl von GM190 sollten Faktoren wie Kosteneffektivität, Verfügbarkeit und die spezifischen mechanischen Eigenschaften, die für die Anwendung erforderlich sind, berücksichtigt werden. Obwohl es möglicherweise nicht die gleiche Festigkeit wie einige Legierungsstähle bietet, machen es seine Schweißbarkeit und Bearbeitbarkeit zu einer bevorzugten Wahl für viele Ingenieranwendungen. Darüber hinaus macht die moderate Korrosionsbeständigkeit es für Umgebungen geeignet, in denen die Exposition gegenüber korrosiven Stoffen begrenzt ist.

Zusammenfassend ist GM190 Gussstahl ein vielseitiges Material, das eine Balance zwischen Festigkeit, Duktilität und einfacher Verarbeitung bietet, was es zu einer wertvollen Wahl in verschiedenen industriellen Anwendungen macht.