SiMo

I materiali in ghisa destinati all’uso a temperature elevate devono presentare sia la necessaria resistenza al calore sia una sufficiente resistenza alla scoriazione e alla variazione di volume. A tale scopo è stata sviluppata la ghisa SiMo (ghisa sferoidale ferritica legata), in cui il carbonio è presente principalmente sotto forma di particelle di grafite sferiche e che viene legata con silicio per formare uno strato protettivo di ossidazione e con molibdeno per migliorare le proprietà meccaniche a temperature elevate.

L’attacco ossidativo può avvenire sia sotto forma di ossidazione esterna che interna. L’ossidazione esterna avviene su tutta la superficie, con la formazione di uno strato di scoria che cresce lentamente. Nell’ossidazione interna, i gas ossidanti penetrano all’interno del pezzo attraverso difetti e microfessurazioni, provocando un attacco ossidativo. Dal meccanismo dell’ossidazione interna risulta che la ghisa con grafite sferoidale è molto più resistente rispetto a quella con grafite lamellare, poiché non è possibile alcuna penetrazione attraverso le lamelle.

Il miglioramento della resistenza all’ossidazione grazie al silicio si basa sulla formazione di uno strato superficiale ricco di ossido di silicio, che inibisce l’ulteriore attacco ossidativo e alla fine lo arresta.

L’elemento più adatto per aumentare la resistenza alla trazione a caldo, il limite di snervamento a caldo e, soprattutto, la resistenza allo scorrimento è il molibdeno in percentuali comprese tra lo 0,5 e il 3% (in casi particolari anche di più). La norma europea DIN EN 16124 classifica un totale di 9 tipi di ghisa ferritica bassolegata con grafite sferoidale, utilizzate principalmente per la loro resistenza al calore e all’ossidazione.

I campi di applicazione in un intervallo di temperatura fino a 700 °C sono gli alloggiamenti per turbocompressori e turbine a gas, i collettori di scarico, ma anche gli stampi per la pressatura del vetro, i supporti nei forni di ricottura o le matrici per la formatura a caldo di leghe di titanio e acciai altamente legati. Per temperature di esercizio più elevate sono state sviluppate le qualità di ghisa austenitica, che consentono l’impiego in intervalli di temperatura fino a 1000 °C (cfr. Ni-Resist).