Gusseisen ist Eisen, das mit kleinen Mengen an Silizium und Kohlenstoff vermischt und an Ort und Stelle gegossen – anstatt geformt – wird. Es ist ein starkes Strukturmaterial und auch ein guter Wärmeleiter, was es zu einem gängigen Material für Kochgeschirr macht. Es gibt vier Grundtypen von Gusseisen: duktiles, formbares, weißes und graues Gusseisen. Es gibt mehrere Unterschiede in der Zusammensetzung und Verwendung von Weiß- und Grauguss.
Innenansicht
Das "grau" und "weiß" in den Namen von grauem und weißem Gusseisen beziehen sich auf das Erscheinungsbild ihrer Innenräume; ein Stück Grauguss reicht beim Aufspalten von hell- bis dunkelgrau, während weißes Gusseisen viel heller ist.
Schmelzen
Grauguss schmilzt bei 1600 Grad Celsius und geht dann schnell von einem festen in einen vollständig flüssigen Zustand über. Weißes Gusseisen schmilzt bei einer etwas niedrigeren Temperatur, tut dies jedoch allmählicher; es bleibt einige Zeit in einem halbfesten Zustand, bevor es sich verflüssigt.
Kühlung
Weißes Gusseisen wird, wenn es vom Schmelzen sehr langsam abgekühlt wird, zu grauem Gusseisen, da sich die darin enthaltenen Kohlenstoffatome miteinander verbinden. Graues Gusseisen hingegen behält bei langsamer Abkühlung seine Form, wird aber bei sehr schneller Abkühlung zu weißem Gusseisen.
Härte und Festigkeit
Weißes Gusseisen ist härter als graues, so dass es ziemlich spröde ist. Graues Eisen hingegen ist weicher, aber stärker. Die beiden Typen werden manchmal kombiniert, so dass ein Stück mit einer harten Außenbeschichtung aus weißem Eisen und einem starken grauen Kern hergestellt werden kann.
Kohlenstoffchemie
Der Kohlenstoff im Grauguss wird nur unter die Eisenmoleküle gemischt; bei weißem Gusseisen sind Eisen und Kohlenstoff tatsächlich kombiniert. In der Chemie bedeuten "Kombination" und "Mischen" nicht dasselbe; "Kombination" impliziert, dass die beiden Substanzen – in diesem Fall Kohlenstoff und Eisen – chemisch miteinander verbunden sind. Der Gesamtkohlenstoffgehalt von Grauguss liegt zwischen 2 und 4,65 Prozent, während Weißguss zwischen 3 und 5,75 Prozent Kohlenstoff hat.
Kontraktion
Wenn Gusseisen vom Schmelzen abkühlt, zieht es sich zusammen. Grauguss zieht sich um etwa 1 Prozent zusammen, während Weißguss um 2 bis 2,5 Prozent schrumpft.
Oxidation
Oxidation ist der Prozess, bei dem sich Sauerstoff mit den Metallmolekülen verbindet, um Rost zu bilden. Grauguss rostet bei niedrigen Temperaturen viel schneller als Weißguss, während bei hohen Temperaturen das Verhältnis umgekehrt ist.
Siliziumgehalt
Weißguss enthält zwischen 0,1 und 0,5 Prozent Silizium, Grauguss zwischen 0,5 und 3,5 Prozent.