Siliziumspielt eine entscheidende Rolle bei Gusseisen, vor allem durch die Förderung der Graphitierung zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften. Seine Rolle variiert zwischen den beiden Hauptarten von Gusseisen: Sphäroguss und Grauguss. So funktioniert esSiliziummetallwird in diesen Anwendungen verwendet:
2.1 Sphäroguss
In duktilem Gusseisen wirkt Siliziummetall nicht nur als Desoxidationsmittel, sondern auch als graphitisierendes Element. Es fördert die Umwandlung von Kohlenstoff von der Carburitform (Fe₃C) in Kugelgraphit, was die mechanischen Eigenschaften des Gusseisens wie Zähigkeit und Duktilität verbessert. Kugelgraphit ist im Gusseisen in Form feiner Kugeln verteilt, was dem Gusseisen nicht nur eine hohe Festigkeit und Härte verleiht, sondern auch ein gewisses Maß an Duktilität beibehält. Typisches Gusseisen mit Kugelgraphit hat einen Siliziumgehalt zwischen 2,2 % und 2,8 %
.
Fördert die Bildung von Kugelgraphit: Siliziummetallträgt dazu bei, dass sich der Kohlenstoff als Kugelgraphit und nicht als Karburit abscheidet. Diese Kugelstruktur verringert wirksam Spannungskonzentrationen und verbessert die Schlagfestigkeit des Gusseisens.
Verbesserung von Zähigkeit und Duktilität: Durch die Zugabe von Siliziummetall weist Sphäroguss eine bessere Zähigkeit und Duktilität bei gleichzeitig hoher Festigkeit auf, was ihn für mechanische Teile mit hohen Festigkeitsanforderungen geeignet macht.
2.2 Grauguss
Die Hauptrolle vonSiliziummetallbei Grauguss besteht darin, die Graphitierung zu fördern, sodass Kohlenstoff in Form von Flockengraphit ausgeschieden wird, was die mechanischen Eigenschaften des Gusseisens verbessert. Flockengraphit verteilt sich in der Matrix und bildet ein Graugusseisen mit guten Schmier- und Schwingungsdämpfungseigenschaften. Graugusseisen wird üblicherweise bei der Herstellung von Motorblöcken, Ventilen und Pumpen sowie anderen mechanischen Teilen verwendet. Der Siliziummetallgehalt von Graugusseisen liegt üblicherweise zwischen 1,5 % und 3,5 %.
Fördert die Ausfällung von Flockengraphit: Siliziummetallfördert die Ausfällung von Kohlenstoff in Form von Flockengraphit, der dem Gusseisen eine gute Schmierfähigkeit verleiht, die wichtig ist, um den Verschleiß zu verringern und die Lebensdauer der Teile zu verlängern.
Verbesserte Vibrationsdämpfung: Die Flockengraphitstruktur verleiht Grauguss gute schwingungsdämpfende Eigenschaften und macht ihn für den Einsatz in Teilen geeignet, die Vibrationen und Stöße absorbieren müssen.
Zusammenfassung
Siliziummetallist ein Schlüsselelement in Gusseisen und verbessert die Eigenschaften von Sphäroguss und Grauguss durch Förderung der Graphitisierung. Der Siliziummetallgehalt in Sphäroguss führt zur Abscheidung von Kohlenstoff als Kugelgraphit, was die Festigkeit, Zähigkeit und Duktilität des Gusseisens verbessert, während der Siliziumgehalt in Grauguss die Abscheidung von Kohlenstoff als Flockengraphit fördert, was die Schmierfähigkeit und die Schwingungsdämpfungseigenschaften des Gusseisens verbessert. Diese Rollen machen Silizium bei der Herstellung von Gusseisen unverzichtbar, das häufig bei der Herstellung verschiedener mechanischer Teile verwendet wird.
