Ghisa sferoidale
La ghisa sferoidale (EN-GJS) secondo la norma DIN EN 1563 è un materiale di fusione ferro-carbonio il cui contenuto di carbonio sotto forma di grafite è presente quasi interamente in forma sferoidale nella struttura. Le lettere GJS stanno per G = materiale di fusione, J = ferro (Iron) e S = grafite sferoidale (Spheroidal Graphite). In passato, nell’area di lingua tedesca era comune la denominazione GGG o ghisa sferoidale.
Negli Stati Uniti il materiale è denominato anche “Ductile Cast Iron”, “Nodular Cast Iron” e “SG” (Spheroidal Graphite Cast Iron).
Come varianti dei tipi normali esistono, tra l’altro, altre qualità di ghisa con grafite sferoidale, come la ghisa ausferritica (ADI) secondo la norma DIN EN 1564, la ghisa austenitica (Ni-Resist) secondo la norma DIN EN 13835 e le qualità legate al silicio-molibdeno (SiMo).
In linea di principio, per la formazione della forma sferica della grafite è necessaria l’aggiunta di magnesio (di norma nichel contenente magnesio). Altri elementi associati “controllano” le proprietà meccaniche. Maggiore è il contenuto di C e Si, minore è la resistenza e la durezza, mentre l’allungamento si comporta in modo opposto.
Di norma, le proprietà meccaniche definite nella norma DIN EN 1563 sono raggiungibili allo stato di colata. Per i tipi con resistenza all’urto garantita, in particolare a basse temperature, può essere necessario un trattamento di ricottura dei componenti. Questi tipi con le aggiunte RT = Room Temperature e LT = Low Temperature (-20 o -40 °C) sono definiti dalla resistenza all’urto a basse temperature.
Le proprietà della ghisa con grafite sferoidale (a differenza della ghisa con grafite lamellare, in cui l’effetto di intaglio delle lamelle determina le proprietà meccaniche) sono determinate dalla formazione della matrice metallica. Si distinguono forme ferritiche, perlitiche o miste di queste due strutture. Il ferrite costituisce la base delle qualità duttili e meno resistenti, mentre i tipi più resistenti sono prevalentemente perlitici, poiché la perlite, in quanto struttura mista, contiene anche il carburo di ferro (Fe3C, cementite), molto resistente e duro.