Wirkung von Antimon auf den Keimbildungsprozess von Gusseisen mit Kugelgraphit

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GIESSEREI PRAXIS 11-12/2021
Werkstoff- und Gussteilprüfung
Eisengusswerkstoffe

Um den Einfluss schädlicher Elemente auf den Keimbildungsprozess von Kugelgraphit besser zu verstehen, wurden Schmelzen mit Antimongehalten von 0 % bis 0,0036 % Sb hergestellt und in Standard-Thermoanalysebecher gegossen, die in zunehmenden Zeitabständen abgeschreckt wurden. Es wurden zwei verschiedene Impfmittel verwendet, die reich an Ce und Al waren. Die Keimbildungsstellen wurden durch Spektren, Kartierungen und Linienscans mit einem Feldemissionsstrahl-Rasterelektronenmikroskop charakterisiert.

In den meisten Fällen schienen Mg-Si-Al-Nitride und Mg-Ca-Sulfide die wichtigsten Keime zu sein, unabhängig von der Impfung. Der Einfluss dieser komplexen Nitride auf das Wachstum von Graphit wurde ermittelt. Das Vorhandensein von Seltenerd-Einschlüssen im Graphitkern war wegen des Mangels an La und Ce in der Mg-Behandlungslegierung sehr begrenzt. Sb kann je nach seinem Gehalt als Einschlüsse in der Matrix, in Nadel-Graphit oder als Keimstellen für schlecht geformten kugelförmigen Graphit auftreten. Einige dendritische Graphite, die auf Ca-Einschlüssen keimen, wurden entdeckt.

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Effect of antimony on the nucleation process of nodular graphite cast iron
To further understand the influence of subversive elements on the nucleation process of spheroidal graphite, melts with antimony contents ranging from 0% to 0.0036 % Sb were produced and poured into standard thermal analysis cups, which were quenched at increasing time intervals. Two different inoculants rich in Ce and Al were used. Nucleation sites were characterized through spectrums, mapping and line scans of a FEG-SEM equipment.
In most cases, Mg-Si-Al nitrides and Mg-Ca sulfides appeared to be the main nuclei, regardless of inoculation. The influence of these complex nitrides on the growth of graphite was determined. The presence of RE-inclusions in the nucleus of the graphite was very limited because of the lack of La and Ce in the Mg-treatment alloy. Sb can appear as inclusions in the matrix, in spiky graphite or as nucleation sites for ill-formed spheroidal graphite, depending on its content. Some dendritic graphite nucleating on Ca-inclusions was detected.

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