Magnesiumbehandlungslegierung

Metallurgy
Magnesiumvorlegierung zur Herstellung von Gusseisen mit Kugelgraphit (Magnesiumbehandlung). In Anbetracht seines hohen Dampfdruckes kann Reinmagnesium nicht ohne weiteres dem flüssigen Eisen zugesetzt werden. Daher werden von speziellen Verfahren abgesehen, sogenannte Behandlungslegierungen, die neben Magnesium noch andere, spezifisch schwerere Metalle enthalten und im flüssigen Eisen nicht oder nur langsam aufschwimmen, eingesetzt. Hierzu gehören beispielsweise:

FeSiMg5: 40 bis 45 % Si, 4 bis 6 % Mg, max. 3 % Ca, Rest Fe (Dichte 4,4 bis 4,7 g/cm³).

FeSiMg10: 45 bis 50 % Si, 8 bis 11 % Mg, max. 0,03 Ca, Rest Fe (Dichte 4 bis 4,3 g/cm³).

FeSiMg15: 45bis 50 % Si, 15 bis 17 % Mg, 3 bis 0,04 Ca, Rest Fe (Dichte 3,2 bis 3,6 g/cm³).

FeSiMg30: 55 bis 60 % Si, 30 bis 32 % Mg, 4 bis 0,05 Ca, Rest Fe (Dichte 2,3 bis 2,6 g/cm³).

FeNiMg4: 60 % Ni, 4 bis 5 % Mg, Rest Fe (Dichte circa 7,3 g/cm³).

FeNiMg5: 4,5 bis 5,5 % Mg, 32 bis 37 % Fe, max. 2 % C, max. 2 % Si, Rest Ni.

FeNiMg15: 68 bis 72 % Ni, 14 bis 17 % Mg, Rest Fe (Dichte 6 bis 6,2 g/cm³).

FeNiMg15Si: 60 bis 65 % Ni, 14 bis 17 % Mg, 1 % C, 5 bis 6 % Si, Rest Fe.

NiMg4: 4 bis 5 % Mg, Rest Ni (Dichte circa 7,7 g/cm³).

NiMg5: 4,5 bis 5,5 % Mg, max. 2 % C, max. 2 % Si, max. 1 % Fe, Rest Ni.

NiMg15: 80 bis 85 % Ni, 14 bis 17 % Mg, max. 3 % Si, max. 2 % Fe, max. 1 % Ca (Dichte 6 bis 6,3 g/cm³).

NiSiMg20: 50 bis 55 % Ni, 25 bis 30 % Si, 17 bis 20 % Mg, max. 2 % Ca.

CuMg15: 15 % Mg, Rest Cu.

In der Praxis überwiegen Behandlungslegierungen auf der Basis von FeSiMg, die Calcium enthalten. Ihr Gefüge besteht aus primärem Ferrosilizium FeSi, Calciumsilizid CaSi2 und (FeSi + FeSi2)-Eutektikum. Das Magnesium ist überwiegend an Silizium als MgSi2 und bei höheren Calciumgehalten auch als Mg2Ca gebunden. Der Calciumzusatz in den FeSiMg-Behandlungslegierungen ist erforderlich, weil das Calcium den Dampfdruck des Magnesiums senkt und so die Reaktion mit der Gusseisenschmelze dämpft. Es wird angenommen, dass das Calcium die Schmelze desoxidiert und entschwefelt, doch hängt die Bildung von Kugelgraphit bei der Magnesiumbehandlung in erster Linie vom Magnesiumgehalt in der Schmelze ab.

Für besondere Anforderungen enthalten diese Legierungen noch Cer oder Cer-Mischmetall beziehungsweise Seltene Erden in Gehalten von 0,25 bis 2,5 %.

Durch Cer und Seltene Erden wird der Einfluss von Störelementen auf die Graphitkugelbildung vermindert. Solche Störelemente sind vor allem Blei, Wismut und Titan. Wenn Ungewissheit über den Störelementenpegel im Eisen, besonders bei Verwendung von Kaufschrott unterschiedlicher Zusammensetzung, besteht, empfiehlt sich eine Magnesiumbehandlung mit cerhaltigen Legierungen.

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