[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.

[es] El objetivo principal de esta tesis doctoral consiste en mejorar y controlar la calidad metalúrgica para la obtención de piezas de fundición con grafito esferoidal. Para ello es necesario englobar todo el proceso de elaboración del metal, comenzando con la fusión de la carga metálica, continuando con el tratamiento de nodulización y finalizando con la inoculación. En la revisión bibliográfica realizada se ha incidido en aspectos metalúrgicos, detallando los diferentes parámetros que intervienen en la formación de la microestructura de las fundiciones con grafito esferoidal. Se han analizado también las posibilidades que ofrece el análisis térmico para evaluar la calidad metalúrgica del caldo. Del mismo modo, se ha indagado en las últimas publicaciones realizadas para incrementar la calidad metalúrgica empleando acondicionadores. El trabajo experimental se ha desarrollado en Victorio Luzuriaga Usurbil S. A. (VLU), y en una primera fase se estudiaron las diferentes etapas del proceso de elaboración del metal con la ayuda de un equipo de análisis térmico. Se determinó que la calidad metalúrgica en los hornos de colada era muy deficiente, a lo cual contribuía el modo de realizar el tratamiento de Magnesio. Por lo tanto y como resultado del análisis del estado del arte, se decidió tratar de mejorar la calidad metalúrgica introducciendo una nueva etapa de acondicionado antes del tratamiento de Magnesio. Se decidió emplear un acondicionador en fase de desarrollo de la firma FOSECO, cuyo agente principal es el Bario. Tras varios ensayos se estableció un procedimiento para la realización adecuada de esta nueva etapa, adaptándola a las instalaciones de VLU, observándose un incremento considerable de las temperaturas a las cuales transcurre la reacción eutéctica tanto en la cuchara de tratamiento como en el horno de colada. A partir de la experiencia obtenida, se ha desarrollado un nuevo acondicionador en base a Bario y Boro, para el cual se está tramitando la solicitud de una patente. Las piezas fundidas con el caldo acondicionado presentan un incremento del número de nódulos, mejor distribución de los mismos y una mayor ferritización de la matriz. Estos hechos se traducen en la pérdida de dureza, menor resistencia en el ensayo de tracción y en el incremento considerable del alargamiento y del comportamiento al impacto. Durante el trabajo de caracterización realizado se ha observado que el Bario está presente en los gérmenes sobre los que precipita el Carbono formando grafito esferoidal y que el Boro, forma carburos alrededor de los mismos, deduciéndose así el modo con el cual ambos contribuyen a las mejoras microestructurales observadas.