Graphit-Sphäroid-DegenerationDurch abgelenktes Kristallwachstum bildet sich unregelmäßiger Graphit (Klumpen, Kaulquappen, Würmchen, Eckig). Überschüssiges Restmagnesium führt zu kaulquappenförmigem Graphit; ein hoher Seltenerd-Gehalt (RE) führt zu grauen Flecken (Graphit-Clustern); unzureichendes Sphäroidisierungsmittel oder zu viel Ti/Al führen zu Würmchengraphit.
GraphitflotationAn der Oberseite dickwandiger, hypereutektischer SGI-Gussteile bildet sich eine dichte Graphitzone, die durch das Aufsteigen des Graphits aufgrund seiner geringeren Dichte entsteht. Hohe Rest-RE-Werte verschlimmern dies noch, da sie eine explosive Graphitbildung begünstigen.
Umgekehrte KälteIm Gegensatz zur typischen Oberflächenkühlung bilden sich Karbide im Kern oder an heißen Stellen von Gussteilen. Überschüssige Rest-Sphäroidbildner (RE ist wirkungsvoller als Mg) verstärken die Unterkühlung während der Erstarrung und lösen diesen Defekt aus.
Unterirdische NadellöcherWasserstoffdominierte Nadellöcher (mit geringem CO/N₂-Gehalt) treten auf, wenn überschüssiges Rest-Mg die Wasserstoffabsorption aus Grünsand fördert. Längeres Halten von kugelförmigem geschmolzenem Eisen erhöht ebenfalls die Anzahl der Nadellöcher.
Lunker und PorositätIn den zuletzt erstarrten Bereichen (Hotspots, Speiserhälse) bilden sich Hohlräume; Porosität tritt in Form winziger, miteinander verbundener Löcher auf. Ein höherer Mg/RE-Restgehalt erhöht direkt die Schrumpfungsneigung – das Porositätsrisiko steigt mit dem Sphäroidisatorgehalt.
Schwarze SchlackeDurch MgO-SiO₂-Reaktionen bildet sich auf der Gussoberfläche Krätze auf MgSiO₃-Basis (klumpig, faserig, fein). Durch die Reduzierung von Rest-Mg wird die Krätzebildung eingedämmt, während RE (starke Sauerstoffaffinität) sie weiter mildert.
SphäroidisierungszerfallDer Magnesium-Restgehalt nimmt mit zunehmender Lagerung des geschmolzenen Eisens ab; nicht entfernte Schlacke führt erneut Schwefel ein, wodurch der Graphit unregelmäßig, wurmförmig und flockig wird. Niedrige Seltene Erden in Sphäroidisierern oder eine unzureichende Dosierung verschlimmern den Zerfall, während eine übermäßige Magnesiumzugabe die Schlacke- und Karbidbildung erhöht.
Um diese Fehler zu vermeiden und die Leistung und Zuverlässigkeit des SGI-Gusses sicherzustellen, sind eine ordnungsgemäße Kontrolle des Sphäroidisierers (Restgehalt, RE-Verhältnis) und ein ordnungsgemäßes Management des geschmolzenen Eisens von entscheidender Bedeutung.
