[de] Die Zielsetzung dieser Doktorarbeit ist, die Verbesserung und Kontrolle der metallurgischen Qualität bei der Herstellung von Gussstücken aus Gusseisen mit Kugelgraphit. Dazu ist es erforderlich, den gesamten Herstellungsprozess zu betrachten, vom Schmelzprozess, der Magnesiumsbehandlung bis hin zur Impfung. Schwerpunkt bei der Auswertung des derzeitigen Standes des Wissens, waren insbesondere die metallurgischen Aspekte, es wurden die verschiedenen Parameter, die die Mikroestruktur von Gusseisen mit Kugelgraphit beeinflussen dargestellt. Auch die Möglichkeiten der thermischen Analyse zur Bewertung der metallurgischen Qualität einer Schmelze wurden analysiert. In diesem Zusammenhang, wurden Veröffenlichungen ausgewertet die sich mit der Verbesserung der metallurgischen Qualität anhand von Zusätzen beschäftigen. Der experimentelle Teil der Arbeit wurde bei Victorio Luzuriaga Usurbil S. A. (VLU) durchgeführt, in der ersten Phase wurden die unterschiedliche Stadien der Schmelze im Herstellungsprozess mit Hilfe der thermischen Analyse untersucht. Es wurde eine mangelhafte metallurgische Qualität im Giessofen festgestellt, wobei die Art der Magnesiumbehandlung von Bedeutung war. Aufgrund der Ergebnisse der Experimente in der Giesserei und der Literaturrecherche, wurde entschieden eine neue Behandlungsstufe vor der Magnesiumsbehandlung durchzuführen. Es wurde entschieden ein neuentwickeltes Produkt der Firma FOSECO, dessen Hauptwirkstoff Barium ist, zunutzen. Nach mehreren Versuchen wurde ein neues Behandlungsverfahren festgelegt, um die neue Behandlungsstufe in geeigneter Weise durchzuführen zu können und an die Einrichtungen von VLU angepasst. Mit diesem Verfahren wurde eine Erhöhung der Temperatur der eutektischen Reaktion in der Behandlungspfanne und im Giessofen erreicht. Es wurde auch ein auf Barium und Bor basierendes Behandlungsmittel entwickelt, für welches ein Patentantrag gestellt wurde. Gusstücke die mit dieser Schmelzbehandlung hergestellt wurden, weisen eine höhere Anzahl an Graphitkugeln, eine Verbesserung ihrer Verteilung und eine Erhöhung des Ferritanteils auf, bei gleichzeitig verminderter Härte, geringerer Festigkeit und einer grösseren Bruchdehnug sowie einer verbesserten Kerbschlagzähigkeit. Bei der Probencharakterisierung wurde festgestellt, dass Barium in den Keimen, auf denen sich der Kohlenstoff in Form von Gaphitkugeln ausscheidet, vorliegt. Es wurde auch beobachtet, dass Bor in der Umgebung der Graphitkugeln Karbide bildet. Auf diese Weise konnte die Mitwirkung dieser Elemente an der Verbesserung des Gefüges festgestellt werden.

[en] The main objective of this doctoral thesis is to improve and control the metallurgical quality to obtain cast parts of ductile iron. In order to achive this target, it is necessary to consider all the elaboration process of the metal, beginning with the melting of the metallic charge, continuing with the nodulization treatment and finishing with the inoculation. The revision of the state of the art was focused on metallurgical aspects, enumerating different parameters that influence the microstructure formation of ductile iron. Thermal analysis possibilities have been described, in order to evaluate the metallurgical quality of the melt. In the same way, the last publications about increasing the metallurgical quality using conditioners have been examinated. The experimental work was carried out in the factory Victorio Luzuriaga Usurbil S. A. (VLU), therefore in the first stage the different phases of the melt elaboration process were studied using a thermal analysis equipment. It was found that the metallurgical quality in the pouring furnaces was very deficient and that the way the Magnesium treatment was done was affecting in a negative way. Therefore and as a result of the state of the art study, it was decided to introduce a new conditioning phase before the Magnesium treatment. It was decided to use a conditioner in development from FOSECO Company, whose main agent is Barium. After several tests it was fixed a proper procedure to carry on the new phase, adapted to VLU´s facilities, showing higher temperatures of the eutectic reaction in the treatment ladle and in the pouring furnace. In addition, a new conditioner has been developed, based on Barium and Boron, for which a patent request is being transacted. The castings produced with conditioned melt show an increment of nodules numbers, better distribution of them and higher ferrit content. Moreover mechanical properties are affected, losing hardness, decresing tensile strength, and increasing elongation and impact behaviour. During the characterization work, Barium presence inside of the graphite nuclei has been reported and it was also observed that Boron forms carbides around the graphite. In this way it was deduced the manner they contribute to the observed microstructural improvements.